Главная -> Словарь

Протекания изомеризации

Явление изменения скорости протекания химической реакции, вызываемое различными катализаторами, называется катализом. Различают однородный и неоднородный катализы. При неоднородном катализе катализатор и реагирующие вещества находятся в разных состояниях , при этом часто катализатор является твердым телом, а реагирующее вещество находится в жидкой или газовой фазе. К последнему типу катализа относится и каталитический крекинг; иногда такие каталитические процессы называют контактными, а твердые катализаторы контактными веществами или просто контактами.

Быстрое сгорание кокса на образце, содержащем железо, обусловлено характером распределения кокса по сечению частицы катализатора. На этом катализаторе кокс в основном откладывается в периферийных солях частицы, в связи с чем средняя необходимая глубина проникновения кислорода в зону горения уменьшается. Это способствует улучшению регенерации катализатора в диффузионном режиме горения. Таким образом, в диффузионной области горения металлы, за исключением железа, почти не влияют на скорость выжига коксовых отложений. Полученные данные являются закономерными, так как в этой области скорость регенерации определяется скоростью подвода кислорода к зоне горения и отвода продуктов реакции из этой зоны, а не скоростью протекания химической реакции.

Термодинамическая вероятность протекания химической реакции определяется величиной изменения в процессе свободной энергии Гиббса AGr.

В данной схеме детонационная волна рассматривается как комплекс ударная волна - зона реакции. Вследствие экспоненциальной зависимости скорости реакции от температуры энерговыделение происходит на малом участке НБ. Сгорание происходит не мгновенно, как утверждали первые исследователи детонации , а занимает некоторое время t . Поэтому перед продуктами сгорания существует участок старой, но непрореагировавшей смеси, передняя граница которого - фронт ударного сжатия - движется со скоростью детонации V . Распределение давления в детонационной волне следует дополнить зоной повышенного давления ВНЕ . Форма кривой ВНБ зависит от закона протекания химической реакции, определяющей энерговыделение. Скорость химической реакции обычно зависит от температуры и концентрации вещества по закону Аррениуса

Когда время физической стадии процесса очень мало по сравнению с временем, потребным для протекания химической реакции, т. е. ig т^, практически можно принять

Для протекания химической реакции горючей смеси должна

Термодинамика. Термодинамическую вероятность протекания химической реакции определяют величиной изменения в процессе свободной энергии Гиббса. Реакция протекает сле-

Термодинамическая вероятность протекания химической реакции определяется величиной изменения в процессе свободной энергии Гиб-бса. Необходимым условием протекания реакции деструкции является отрицательное значение энергии Гиббса. Термические реакции протекают по радикальному механизму как цепные, так и не цепные. Вероятность протекания ионных реакций незначительная. Так, гетеролитичес-кий распад, например, связи С-С происходит с затратой энергии 1206 против 360 кДж/моль для гемолитического распада. Согласно радикально-цепной теории, при первичной стадии термического распада парафиновых углеводородов образуются два свободных радикала, которые могут дать начало реакционным цепям. Направление распада мопекулы парафинового углеводорода на радикалы зависит от величины энергий связей, которые характеризуются теплотой их образования.

Выбор оптимального растворителя для проведения научного исследования или использование его в различных операциях химико-технологического процесса определяется рядом факторов: физическими свойствами, растворяющей способностью, стабильностью, токсичностью, доступностью, способностью влиять на скорость и направление протекания химической реакции и др.

где G, - парциальная молярная энергия Гиббса, равная химическому потенциалу р, /-компонента; п, - число молей (-компонента; ? - глубина протекания химической реакции.

Как уже упоминалось, присутствие следов олефинов безусловно необходимо для протекания изомеризации. К этому открытию пришли не так давно Пайнс и Уеккер в результате обширных исследований в области изомеризации парафиновых углеводородов . В табл. 133 приведены закономерности, наблюдавшиеся в случае изомеризации н-бутана .при 100° и продолжительности реакции. 12 час. Без добавки олефина никакой изомеризации не происходило.

В последующем при исследовании превращений изомерных диметилбутанов над Pt-пленками концепция одновременного протекания изомеризации алканов в соответствии с циклическим механизмом и механизмом сдвига связей получила свое дальнейшее развитие . Показано, что на Pt-пленках, так же как на Pt/AUOs, скелетная перегруппировка насыщенных углеводородов

Одновременность протекания изомеризации и С5-де-гидроциклизации алканов, а также совпадение отношения 2-метилпентан : 3-метилпентан позволило сделать заключение, что в условиях эксперимента изомерные гексаны образовывались путем Cs-дегидроциклизации и последующего гидрогенолиза пятичленного цикла. Такой путь изомеризации представляется достаточно реальным и в присутствии других Pt-катализаторов и рассматривается как один из двух главных путей изомеризации алканов на металлах . Обнаружено также, что разные каталитические функции Pt-катали-затора без носителя, описанные ранее, зависят от наличия водорода в газовой фазе.

Для успешного протекания изомеризации в присутствии хлористого алюминия необходим сокатализатор — хлористый водород, так как карбониевые ионы образуются только при совместном действии н;; олефин хлористого алюминия и хлористого водорода:

В результате протекания изомеризации состав полученных диметил-бензолов близок к термодинамически равновесной концентрации при 100 °С. В этих условиях образовалось также 0,37 вес. % побочных продуктов реакции. Большая глубина изомеризации и низкий выход побочных продуктов реакции определяют высокую селективность процесса изомеризации.

реакции в результате протекания изомеризации и дегидратации приводят к более сложной смеси соединений.

Имеются убедительные экспериментальные доказательства ступенчатого протекания изомеризации гексанов, причем скорости превращения индивидуальных изомеров сильно различаются . Эта ступенчатая схема изомеризации представлена ниже. Числовые значения дают приближенное значение скорости отдельных стадий при температуре 100° С:

Для описания свойств двух или большего числа каталитически активных веществ, каждое из которых катализирует определенную реакцию, введено понятие многофункциональных катализаторов . Катализаторы риформинга "обычно обладают двумя функциями . Кислотная функция необходима для протекания изомеризации, а недостаток электронов в структуре— для протекания реакций дегидрирования. Разумеется, следует учитывать что любая функция катализатора способствует протеканию не только желаемой реакции, например изомеризации, но и таких нежелательных побочных реакций, как расщепление , полимеризация и образование кокса. Поэтому для достижения оптимальных результатов при переработке любого данного сырья при выбранных условиях процесса требуется найти оптимальное сочетание -свойств бифункционального катализатора.

Зависимость скорости реакции от строения углеводорода. Уже указывалось, что взаимное превращение насыщенных углеводородов, имеющих не менее одного третичного атома углерода , происходит легче, чем их изомеров, не имеющих третичного углеводородного атома ; различные типы изомеризации олефинов были классифицированы в соответствии с легкостью протекания изомеризации. Эти различия в некотором отношении связаны со скоростью реакции и демонстрируют влияние строения углеводорода на скорость изомеризации, хотя кинетические данные не всегда достаточны для количественной оценки этого влияния. Для надлежащего сравнения абсолютных скоростей требуется, чтобы изомеризация проводилась с тем же самым катализатором и в тех же условиях. Одним из условий обеспечения «одинаковых условий» является изомеризация углеводородов в смеси. Получаемые таким путем относительные скорости, очевидно, свободны от неточностей, связанных с воспроизведением активности катализатора в отдельных опытах.

Имеются убедительные экспериментальные доказательства ступенчатого протекания изомеризации гексанов, причем скорости превращения индивидуальных изомеров сильно различаются . Эта ступенчатая схема изомеризации представлена ниже. Числовые значения дают приближенное значение скорости отдельных стадий при температуре 100° С: