- •Химия и технология гомогенного катализа Конспект лекций Москва 2012
- •Предисловие
- •Общие проблемы катализа
- •1.1 Краткая история открытия каталитических реакций и теории катализа
- •Краткая история открытия каталитических реакций
- •1.2 Теории катализа
- •1.3 Классификации каталитических процессов и катализаторов
- •1.3.1 Классификация каталитических процессов
- •1.3.2 Классификации катализаторов
- •2. Выбор катализаторов
- •2.1 Современное содержание термина «активация»
- •2.1.1 Классификация комплексов
- •Карбеновые комплексы:
- •Карбиновые комплексы
- •2.2 Активация молекул
- •2.2.1 Молекула водорода
- •2.2.2 Молекула монооксида углерода
- •2.2.3 Активация алкенов и алкинов
- •2.2.3.1 Реакции координированных алкенов
- •2.2.3.2 Реакции координированных алкинов
- •2.2.4 Активация полярных молекул
- •2.3 Проблема выбора катализатора и возможные пути ее решения
- •2.3.1 Эмпирический подход.
- •2.3.2 Полуэмпирический метод.
- •2.3.3 Теоретический подход.
- •2.4 Требования к промышленным катализаторам
- •2.4.1 Активность (производительность)
- •2.4.2 Селективность.
- •2.4.3 Стабильность.
- •2.4.4 Наличие методик регенерации и утилизации
- •2.4.5 Воспроизводимость.
- •2.4.6 Экологичность.
- •2.4.7 Экономичность.
- •Технология гомогенного катализа
- •Методы приготовления и исследования гомогенных катализаторов
- •3.1 Приготовление гомогенных катализаторов
- •3.2 Методы исследования гомогенных катализаторов и процессов с их участием
- •3.2.1 Дифракционные методы
- •3.2.2 Электронографический анализ (эга)
- •3.2.3 Спектроскопические методы.
- •3.2.4 Масс-спектрометрия
- •Технология синтеза и разделения реакционных систем на основе гомогенных катализаторов
- •4.1 Выбор реактора
- •4.2 Методы разделения катализаторов и продуктов, используемые для гомогенно-каталитических реакционных систем
- •4.2.1. Выделение наиболее ценных компонентов каталитической системы (чаще всего благородных металлов).
- •4.2.2 Выделение продуктов гомогенно-каталитической реакции.
- •4.3 Гидроформилирование алкенов (Оксосинтез)
- •4.3.1 Схемы с термической декобальтизацией (выделение кобальта в виде металла на поверхности твердой фазы носителя)
- •4.3.2 Солевые схемы (выделение металла в виде соли за счет экстракции)
- •4.3.3 Испарительные схемы (отделение продуктов за счет отгонки )
- •Оксосинтез в двухфазных системах вода-органический растворитель
- •4.4 Технология производства ацетальдегида
- •4.4.1 Механизм и кинетика Вакер-процесса.
- •4.4.2 Технология получения ацетальдегида
- •4.5 Технология производства уксусной кислоты.
- •4.6 Технология производства высших олефинов фирмы Шелл (shop process)
- •4.6.1 Олигомеризация
- •4.6.2 Гидроформилирование
- •4.6.3 Изомеризация
- •4.6.4 Метатезис
- •4.6.5 Технология shop процесса
Министерство образования и науки Российской Федерации
Московский государственный университет тонких химических
технологий имени М.В. Ломоносова
П Р И К Л А Д Н О Й К А Т А Л И З
Химия и технология гомогенного катализа Конспект лекций Москва 2012
УДК 544+542.97+66.0
Прикладной Катализ. Химия и технология гомогенного катализа. Конспект лекций. / Авторы: Аветисов А.К., Брук Л.Г., Стромнова Т.А. Под редакцией О.Н. Темкина. Учебное пособие.
М.: ИПЦ МИТХТ им М.В. Ломоносова,2012. -104 с.
Учебное пособие включает краткое изложение теоретических основ катализа, описание основных механизмов взаимодействия катализаторов с реагентами, подходов к выбору катализаторов и требований к промышленным катализаторам, методов получения и изучения гомогенных катализаторов, способов организации реакционного узла и решения проблем отделения и рециркуляции компонентов гомогенно-каталитических систем. Общие положения проиллюстрированы примерами многотоннажных гомогенно-каталитических процессов производства продуктов оксосинтеза, уксусного альдегида и уксусной кислоты.
Пособие предназначено для студентов, обучающихся в магистратуре по направлениям, связанным с использованием каталитических процессов (химия, химическая технология, биотехнология и др.).
Утверждено Библиотечно-издательской комиссией МИТХТ им. М.В. Ломоносова в качестве учебного пособия.
Предисловие
Курс лекций «Прикладной катализ» является естественным дополнением и развитием предыдущих курсов «Физико-химические основы реакционных процессов» и «Механизм сложных реакций и катализ». Раздел химической технологии, который принято называть прикладным катализом, объединяет такие направления промышленной каталитической химии, как
Выбор промышленных катализаторов
Основы технологии приготовления и исследования катализаторов
Технология регенерации катализаторов и методы рецикла гомогенных катализаторов
Выбор реакционных узлов на основе кинетических моделей
Выбор вариантов технологии разделения каталитических систем и продуктов реакций для гомогенно-каталитических процессов
Математическое моделирование реакторов и оптимизация условий проведения процессов.
Все эти проблемы, кроме последнего пункта, отражены в конспекте курса лекций «Прикладной катализ». Проблемам математического моделирования и расчета реакционных аппаратов посвящён специальный раздел курса «Оборудование заводов…». Анализ кинетических моделей и его использование при выборе реакторов отражен во второй части конспекта лекций.
Первая часть конспекта лекций включает общие аспекты, относящиеся ко всем видам катализаторов и каталитических процессов, и основы технологии гомогенных реакций с участием металлокомплексных катализаторов (МКК). Вторая часть конспекта лекций включает обсуждение проблем, специфичных для гетерогенного катализа, а также кинетические модели и способы организации реакционных узлов для реализации гетерогенно-каталитических процессов.