Понятие о катализе и катализаторах

6 
Понятие о катализе и катализаторах 
Катализаторами являются вещества, которые участвуют в элементарных 
физических и химических стадиях химической реакции, изменяют скорость 
химической реакции, но после завершения химического процесса выделяются в 
неизменном химическом виде в реакционную смесь. Превращения реагентов 
под действием катализаторов называется катализом. 
Катализ может быть двух видов: 
- положительный (ускоряет реакцию) 
- отрицательный (замедляет химическую реакцию). 
В присутствии катализатора возможно ускорение в миллионы раз. Обычно 
катализатор многократно вступает во взаимодействие, повышая скорость реак-
ции в течение длительного времени и образуя продукты, масса которых пре-
восходит массу катализатора в тысячи раз. 
Для классификации удобно выделять агрегатное состояние катализаторов 
и реагентов. По агрегатному состоянию катализаторы могут находиться в газо-
образном, жидком и твердом состоянии. Реагирующие вещества также могут 
находиться в газообразном, жидком и твердом состоянии. Если катализатор и 
реагенты находятся в одном и том же агрегатном состоянии, то такие системы 
называют гомогенными и катализ называют гомогенно - каталитическим. 
Если катализатор и реагенты находятся в разных агрегатных состояниях, 
такие системы называют гетерогенными и катализ – гетерогенным. Практиче-
ский же интерес составляют жидкие и газообразные системы с твердым катали-
затором. 
К гетерогенным катализаторам относятся: 
- металлические; 
- оксидные; 
- металоксидные; 
- кислоты (кислотно-ионнообменные смолы, алюмосиликаты и др.); 
- различные металлы на кислотном носителе. 
Гомогенные системы: 
- кислоты, основания; 
- комплексы металлов; 
- галогенидные комплексы. 
В промышленности и технике более широкое распространение получили 
гетерогенные каталитические процессы. Гетерогенные каталитические процес-
сы могут отличаться от гомогенных каталитических процессов более простыми 
методами отделения катализаторов от реакционной смеси, возможностью регу-
лировать скорость процесса изменением состава и структуры активных центров 
и другими положительными свойствами. С учетом свойств твердых катализа-
торов создается структура реакционного устройства на промышленных уста-
новках. 

7 
Технологическая схема каталитического производства ориентировочно 
может быть представлена следующей последовательностью операций и процес-
сов. 
1.
Первичная переработка сырья с получением основных реагентов 
для каталитического процесса;
2.
Очистка реакционной смеси от примесей, засоряющих (пыль) или 
отравляющих (яды) катализатор; 
3.
Нагнетание газов или транспортировка жидких реагентов в реактор; 
4.
Подогрев реагентов до температуры катализа; 
5.
Катализ, обычно сопровождаемый отводом или подводом теплоты; 
6.
Переработка продуктов катализа в целевые продукты производства. 
Классификацию катализаторов можно осуществлять при выделении ос-
новных признаков самих катализаторов и каталитических процессов. Можно 
выделить следующие основные признаки для катализаторов и каталитических 
процессов:
- агрегатное состояние катализаторов и реагентов (классификация по фазо-
вому состоянию систем); 
- способ разделения электронов между катализатором и реагентами (гомо-
литический и гетеролитический катализ); 
- кислотно-основной катализ; 
- химическая природа катализаторов; 
- текстура твердых катализаторов; 
- нанесенные и привитые катализаторы; 
- биокатализаторы; 
- межфазный катализ; 
- нанокатализаторы. 

жүктеу/скачать 1,09 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: