Bài giảng Hóa kỹ thuật - Chương 3: Xúc tác trong công nghệ hóa học

Bài giảng "Hóa kỹ thuật - Chương 3: Xúc tác trong công nghệ hóa học" trình bày các nội dung: Khái niệm về xúc tác, đặc điểm của chất xúc tác, tính chọn lọc, xúc tác đồng thể và dị thể, các phương pháp chính để sản xuất khối xúc tác. Đây là một tài liệu hữu ích dành cho các bạn sinh viên ngành Công nghiệp hóa học và những ai quan tâm dùng làm tài liệu học và nghiên cứu.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Hóa kỹ thuật - Chương 3: Xúc tác trong công nghệ hóa học Chương 3 : XÚC TÁC TRONG CÔNG NGHỆ HÓA HỌC3.1 Khái niệm về xúc tác- Xúc tác có cơ chế rất phức tạp- Xúc tác thay thế phản ứng chậm -A+B= R - Bằng 2 hay nhiều phản ứng khác - A + K = AK - AK + B = R + K - Hoặc AK + B = ABK = R + K Chương 3 : XÚC TÁC TRONG CÔNG NGHỆ HÓA HỌC3.2 Đặc điểm của chất xúc tác+ Họat độ là độ làm nhanh phản ứng - A= k’/k =e(E-E’)/RT - E năng lượng hoạt hóa của phản ứng không xúc tác - E’ năng lượng hoạt hóa của phản ứng có xúc tác - k hằng số tốc độ phản ứng không xúc tác - k’ hằng số tốc độ phản ứng có xúc tác Chương 3 : XÚC TÁC TRONG CÔNG NGHỆ HÓA HỌC3.2 Tính chọn lọc+ Xúc tác chỉ tác dụng cho môt số phản ứng hay một số loại phản ứng mà thôi+ Tính ngộ độc làm mất một phần hoặc hòan toàn họat tính xúc tác: -Tác dụng hóa học với xúc tác - Hấp phụ lên trung tâm họat tính - Kết tinh lên bề mặt xúc tác - Xúc tác bị phá hủy về mặt cơ học, nhiệt độ Chương 3 : XÚC TÁC TRONG CÔNG NGHỆ HÓA HỌC3.3 Xúc tác đồng thể và dị thể- Xúc tác đồng thể là các chất tham gia phản ứng và chất xúc tác cùng một pha: tốc độ phản ứng chỉ phụ thuộc vào nồng độ các chất tham gia phản ứng và nồng độ chất xúc tác.- Xúc tác dị thể: tác dụng xúc tác trên các trung tâm phản ứng, quá trình gồm các giai đọan: Chương 3 : XÚC TÁC TRONG CÔNG NGHỆ HÓA HỌCa. Khuyếch tán các chất tham gia phản ứng đến bề mặt xúc tácb. Khuyếch tán các chất tham gia phản ứng vào các lỗ của hạt xúc tácc. Hấp phụ họat tính.d. Bố trí lại các nguyên tử để tạo thành các hợp chất bề mặte. Phân hủy phức chấtg. Nhả sản phẩm ra khỏi bề mặth. Khuyếch tán sản phẩm ra khỏi lỗ Chương 3 : XÚC TÁC TRONG CÔNG NGHỆ HÓA HỌC+ Động học quá trình xúc tác dị thể- a,i chậm người ta khuấy trộn- b, g chậm người ta tăng đường kính lỗ- c,d,e chậm người ta tăng nhiệt độ3.4 Thành phần và yêu cầu của chất xúc tác rắn+ Thành phần của chất xúc tác bao gồm: chất xúc tác, chất nền và chất hoạt hóa+ Yêu cầu của chất xúc tác phải có tính chọn lọc, hoạt độ, độ bền với chất độc, tính chất vật lý cần thiết, dễ kiếm và rẻ tiền Chương 3 : XÚC TÁC TRONG CÔNG NGHỆ HÓA HỌC3.5 Các phương pháp chính để sản xuất khối xúc tác1. Có thể dùng khóang thiên nhiên hay hỗn hợp chúng2. Làm lươi bằng chất xúc tác3. Ép các bột hay ép xúc tác trộn với chất họat hóa, chất nền có chất kết dính4. Tẩm chất xúc tác lên chất nền xốp5. Kết tủamuối hoặc hydroxí trên nền hoặc không nền Chương 3 : XÚC TÁC TRONG CÔNG NGHỆ HÓA HỌC6. Nấu chẩy nhiều chất, sau đó hòa tan một hoặc nhiều chất, phần còn lại làm cốt xúc tác7. Xúc tác men, cố định xúc tác men trên các nền rắn bằng các liên kết hóa học, vật lýhay biện pháp cơ học