Giáo Trình Công Nghệ Hóa Dầu - Nhiều Tác Giả phần 9

Tương tự như vậy, đối với xúc tác muối và oxyt kim loại thì các ion kim loại sẽ chuyển từ trạng thái hóa trị thấp sang trạng thái hóa trị cao. - Đối với hydrocacbon: quá trình hấp phụ của các hydrocacbon lên xúc tác kim loại là một quá trình thuận nghịch và yếu hơn khi hấp phụ.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo Trình Công Nghệ Hóa Dầu - Nhiều Tác Giả phần 9 Trong cơ chế của phản ứng oxy hóa xúc tác dị thể, sự hấp phụ các chất phảnứng (O2, hydrocacbon) lên bề mặt xúc tác giữ vai trò rất quan trọng, làm tăng xác suấtva chạm tại trung tâm hoạt động, do đó làm tăng tốc độ phản ứng.- Đối với O2: O2 nhanh chóng được hấp phụ lên trên bề mặt kim loại, sau đó nó dichuyển vào bên trong với vận tốc chậm hơn. Kết quả của sự hấp phụ này là các phântử O2 chuyển thành trạng thái ion gốc và nó có thể bị phân hủy. +Ag Ví dụ: Ag + O2 Ag - O* Ag - O - O* Tương tự như vậy, đối với xúc tác muối và oxyt kim loại thì các ion kim loại sẽchuyển từ trạng thái hóa trị thấp sang trạng thái hóa trị cao.- Đối với hydrocacbon: quá trình hấp phụ của các hydrocacbon lên xúc tác kim loại làmột quá trình thuận nghịch và yếu hơn khi hấp phụ lên muối hoặc oxyt kim loại. Khiđó điện tử cần thiết cho sự tạo liên kết nằm ở liên kết đôi M(n+1)+ + CH2=CH - CH3 → Mn+ - CH2 - CH* - CH3 Ngược lại với quá trình trên thì trong trường hợp này thì các ion kim loại sẽchuyển từ trạng thái hóa trị cao sang trạng thái hóa trị thấp. Như vậy khi phản ứng xảy ra thì kim loại tồn tại ở nhiều hóa trị khác nhau.* Có 2 cơ chế cho quá trình này như sau:+ Cơ chế 1: O2 sẽ hấp phụ lên xúc tác kim loại trước sau đó nó sẽ tương tác vớihydrocacbon tạo thành sản phẩm. Ví dụ: Ag + O2 Ag - O - O* + CH2 = CH2 CH2 - CH2 Ag - O - O* Ag - O* + O+ Cơ chế 2: hydrocacbon sẽ hấp phụ lên bề mặt kim loại trước và nó tương tác với cácnguyên tử O có trong cấu trúc mạng tinh thể của xúc tác để tạo ra sản phẩm và kimloại. Sau đó kim loại kết hợp với phân tử O2 để trở về trạng thái đầu tiên. Ví dụ: 2KO + CH2= CH - CH3 2K + CH2= CH - CHO + H2O 2K + O2 2KO (K: kim loại) 313. Công nghệ quá trình : • Chế độ công nghệ:- tiến hành ở pha khí, xúc tác ở dạng rắn- áp suất p = 0,3 ÷ 2 MPa- nhiệt độ t = 250 ÷ 300 đến 450 ÷ 500oC tùy thuộc các quá trình khác nhau- do tính nổ hỗn hợp hydrocacbon với oxy, cần có biện pháp tránh vùng nồng độ nguyhiểm.4. Thiết bị phản ứng:- Yêu cầu: Cũng như quá trình oxy hóa chuỗi gốc, quá trình oxy hóa xúc tác dị thể làmột quá trình tỏa nhiệt do vậy phải thiết kế thiết bị phản ứng thỏa mãn các yêu cầu: + bề mặt trao đổi nhiệt tốt: kết cấu của thiết bị phải đảm bảo quá trình thoátnhiệt tốt, tránh tích nhiệt cục bộ. + bề mặt tiếp xúc giữa chất xúc tác và chất phản ứng phải lớn + vật liệu chế tạo thiết bị phù hợp- Các loại thiết bị phản ứng :hỗn hợp sản phẩm sản phẩm sảnban đầu phẩm hơi hơi hơi hơi nước nước nước hỗn hợp hỗn hợp ban đầu ban đầu hỗn hợp ban đầu nước (a) (b) (c) (d) Hình 9: Các TBPƯ oxy hóa dị thể a/ thiết bị dạng ống với lớp xúc tác cố định b/TBPƯ với lớp xúc tác giả lỏng c/ TBPƯ với lớp phân đoạn xúc tác giả lỏng d/ TBPƯ với dòng xúc tác đi lên 32II. Quá trình oxy hóa olefin theo nguyên tử Cacbon no Điển hình có 2 quá trình chính là: - oxy hóa propylen để sản xuất Acrolein và acid Acrylic - H2O 1/2O2CH2= CH - CH3 + O2 CH2= CH - CHO CH2= CH - COOH Acrolein acid Acrylic - oxy hóa iso buten để sản xuất Metacrolein và acid Metacrylic - H2O 1/2O2CH2= CH CH3 3 + O2 C - - CH + O2 CH2= C - CHO ...