Реальная кинетика и катализ

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

РГУ НЕФТИ И ГАЗА (НИУ) ИМЕНИ И.М. ГУБКИНА

ДОМАШНЕЕ  ЗАДАНИЕ №2

Вопросы

1. Как описать кинетику гомогенных каталитических реакций.

Если реагент и катализатор находится в одной фазе, то осуществляется гомогенный катализ. Если реагенты плохо растворимы в жидком катализаторе или жидкий катализатор плохо растворим в жидких реагентах и имеются две фазы, то, хотя реакция осуществляется гомогенно, в одной из сопркасающихся фаз, она является гетерофазной.

При определенных условиях кинетика такой реакции определяется массообменом между между фазами катализатора и реагентов, в этом случае протекает гетерогенная реакция.

В гомогенном катализе следует различать среди всех катализаторов, действующих по различным схемам или механизмам, кислоты и основания, когда они проявляют свою активность в водных растворах или в родственных средах (например, в спиртах). Экспериментирование и кинетическое исследование в отношении этой группы следует проводить особо: в то время как обычные катализаторы действуют, как правило, со свойственной им селективностью и по свойственной им кинетике, кислоты и основания, поведение которых в водной среде известно априори, проявляют частичное или полное сходство, что объясняется общим для них промежуточным агентом — протоном.

Кинетика многих реакций такого типа описывается в рамках модели:

[pic 1]

которой в стационарном состоянии соответствует уравнение Михаэлиса-Ментен:

[pic 2]

        На основе первой формулы можно различить несколько случаев:

1. Спецефический кислотно-основный катализ
2. Общий кислотно-основный катализ
3. Металлокомплексный и ферментативный катализ

1. Опишите катализаторы очистки олефинов от ацетиленовых углеводородов и способы повышения их селективности.

Традиционный подход включает селективное гидрирование диеновых и ацетиленовых углеводородов (например, бутадиена и ацетилена на Pd-катализаторах) и обработку растворителями, такими как алканоламины или эфиры полиэтиленгликолей для удаления серосодержащих соединений.

 Селективное гидрирование ацетилена в олефиновой фракции позволяет получить этилен, чистый для полимеризации, однако при этом также гидрируется и этилен, что снижает селективность процесса, протекающего по последовательной схеме: