В-108. Гетерогеннокаталитическое окисление, катализ, механизм, реакционные узлы.

Каt: 1. Ме (Ag, Cu); 2. Оксиды Ме (CuO, Cu2O, V2O5);

3. Слож. каt-представ-т смесь оксидов, или солей: ZnO*V2O5, Co*WO3.

Механизм: В основу катализа положена хемосорбция реагента на поверхности кат-ра.

1)Сорбция О2: О2 сорбир-я на поверх-ти Ме как с диссоциацией, так и без. Необходимый для связи электрон поставляет Ме. Ag + О2> Ag-O-O?- +Ag>2Ag-O?-

На поверх-ти оксид-го и солевого каt О2 сорбир-ся слабо. Сорбция происх-т по иону переход-го Ме, к-й перех-т в высшее валент-е состояние.

2)Сорбция УВ: УВ сорбир-ся на поверх-ти Ме слабо и необратимо. Прочнее они сорбир-ся на оксидных и солевых Кат. Электроны поставл-ся мол-лой УВ-да, а Ме перех-т в состояние ион-радикала. Ме перех-т в одно из низших валентностей.

Me^(n+1)(^+)+CH2=CH-CH3{-}Me^(n+)-CH2-CH(^.+)-CH3

3)Взаимодействие сорбированных реагентов. Осущ-ется поразному:

А) Сорбция УВ и его взаимод-е проис-т на уже окисленной поверхности кат-ра

Ag-O-O(^.-)+CH2=CH-CH3{-}Ag-O-O-CH2-CH(^.)-CH3

Б) Окислительно-восстановительный механизм (оксидные кат-ры), окисление произходит О2 решетки кат-ра с его восстановлением.

CH2=CH-CH3+2KO-}CH2=CH-CHO+H2O

2K+O2-}2KO

Реакторы. Р=0,3-2Мпа, Т=250-500°C.

РЕАКТОРЫ СМ.РАЗДЕЛ8 В.108

(а) Кожухотрубный р-р. Испол-ся когда нельзя прим-ить kаt с псевдоожиж-м слоем (не допустим унос кат-ра). Недост: высок. металлоемкость, низ. доля полезного объема, невозможность создания переменного теплового режима.

(б) р-р с псевдоожиж-м слоем kаt с внутр. охлаж-м и батареями циклонов в верх-й части для улавлив-я частиц Каt. Р-ры работают без регенератора, т.к. образ-е смол и кокса незначительно.

«+»: хороший массо- и теплообмен, возможность создания перемен-го тепл-го режима. «-»: унос kаt, отриц. эффект продольного перемешив-я способствует развитию побочных реакций.

(в) р-р с псевдоож-ным слоем kаt. Внутри разделен на секций (в нижней части).

(г) Реактор с восходящим потоком каt, прод-ты вместе с kаt подним-ся по трубе; там они охлаж-тся водой, затем Каt отделяется от продуктов в бункере или сепараторе и возвращается в нижнюю часть р-ра.