Каталізаційні та електрохемічні процеси

Каталізна реакція проходить на межі фаз. каталізатор - реагуючі речовини.

Процес гетерогенного каталізу, що проходить на поверхні твердого каталізатора складається з кількох стадій.

1) дифузія складових сировини до поверхні каталізатора;

2) адсорбція їх на поверхні каталізатора з утворенням нестійких комплексів (сировина ↔ каталізатор);

3) перегрупування атомів з утворенням нових комплексів (утворена продукція ↔ каталізатор);

4) десорбція продукції з поверхні каталізатора;

5) дифузія продукції від поверхні каталізатора в зону виходу.

Швидкість кожної стадії залежить від багатьох чинників температури, тиску, концентрації, часу контактування, швидкості перемішування суміші тощо. Залежно від того, яка з цих стадій лімітуюча, цю і використовують для збільшення швидкості процесу. Наприклад, якщо лімітуючою стадією є дифузія, то для збільшення швидкості процесу треба змінити швидкість перемішування сировини.

Гетерогенний каталіз позбавлений недоліків, які має гомогенний.

1.2. Тверді контакти, їх склад і властивості

1. Склад твердих контактів. Тверді контакти складаються з підкладки, каталізатора й активатора їх виробляють у вигляді зерен, гранул, таблеток чи сітки з тонкого металевого дроту. Надалі тверді контакти називатимемо просто каталізатори.

Підкладкою наливають термостійку пористу речовину, на поверхню якої наносять каталізатор і активатор.

Підкладки виготовляють з пемзи, каоліну, активованого вугілля, алюмосілікатів та інших речовин. Підкладка збільшує поверхню каталізатора Разом з тим підкладка збільшує міцність твердого контакту.

Каталізатори - це в основному метали й оксиди (Си, Ag, Pt, Сr, Mo, Fe V205, SiOz, At2 03 та ін.).

Активаторами називають речовини, які збільшують активність каталізаторів.

Кожен каталізатор потребує свого активатора. Так, для платинового каталізатора найкращими активаторами є залізо, алюміній.

2. Властивості каталізаторів. До них належать активність, продуктивність, температура запалення (температура початку роботи), твердість, міцність, селективність.

Активність каталізатора залежить від хемічного складу та структури. Велика активність каталізатора збільшує його продуктивність, поліпшує якість продукції, зменшує витрати сировини, палива та енергії.Продуктивність каталізатора визначаються кількістю продукції, яку отримують з одиниці об'єму каталізатора за час його роботи

Температура запалення каталізатора - це найнижча температура, при якій починає працювати каталізатор. Це - економічно вигідно, оскільки менші затрати на паливо та енергію. Чим активніший каталізатор, тим нижча температура запалення. Наприклад, для хромового каталізатора температура запалення становить 200°С, а для каталізатора, виготовленого з V205 вона становить 450°С.

Селективність (вибірковість) каталізатора - це його здатність з множини реакцій, які відбуваються одночасно, вибрати потрібну в даний час.