Дегидрлеу процесінің катализаторлары

Жоғары температураларда өтетін термиялық айналулардан басқа, барлық гидрлеу және дегидрлеу реакциялары–каталитикалық болып табылады. Катализаторларды қолдану арқылы төмен температураның өзінде процестің жоғары жылдамдықпен өтуіне мүмкіндік беріледі. Дегидрлеу және гидрлеу реакцияларының қайтымдылығы және түрлі катализаторлардың тіке және кері бағыттағы процесті жылдамдату қабілеттілігі-өтетін екі реакцияның бірдей заттармен катализденуімен сипатталады. Оларды негізгі үш топқа бөлуге болады:

1. Периодты жүйедегі VIII топтың металлдары (Fe, Co, Ni, Pd, Pt) және IБ топшаның (Cu, Ag) металлдары, сонымен қатар осы металлдардың қоспалары;

2. Металл оксидтері (МgO, ZnO, Cr₂O₃, Fe ₂O₃)

3. Оксид пен сульфид қоспаларынан тұратын (мыс, цинкхромоксидті CuO·Cr₂O₃ және Zn·Cr₂O₃, кобальтмолибденоксидті CоO·МоO₃, никель және кобальтвольфрамоксидті NiO·WO₃, CоO·WO₃).

Бұл заттарға, әсіресе металлдарға, кеуекті тасымалдағыштар отырғызылады және оларға түрлі промоторларды қосады-басқа металлдардың оксидтері, сілтілер және т.б. Катализаторларды сұйықтағы жұқа диспергирленген күйінен формаланған түріне (таблетка, сақина, цилиндр түрінде) дейін түрлі формаларда қолданады.

Дегидрлену реакциясының тепе-теңдігі

Барлық дегидрлеу процестерінің ең басты ерекшелігі олардың қайтымдылығы болып табылады. Дегидрлеудің эндотермиялық реакцияларында жоғары температурада тепе-теңдік сол жағына қарай ауысады.

Тотығу-дегидрленудің ерекшеліктері-оның жүрісі кезінде сутегінің кейбір бөлігі сумен байланысады, ал бұл жайт дегидрлеу реакциясының тепе-теңдігіне әсер етпейді:

Сондықтан мұндай процестердің тепе-теңдігі тотығу және дегидрлену реакцияларының қатынасына байланысты. Басқа тең жағдайларда тепе-теңдік оңға қарай көп ауысады, бұл тотығу-дегидрленудің басты артықшылықтары болып табылады.

Процесс жағдайын таңдауға термодинамикалық факторлардың әсері

Қайтымды дегидрлеу процесі кезінде реагенттер конверсиясының жеткілікті жоғары нақты дәрежесін алу үшін термодинамикалық факторларға тәуелді тепе-теңдіктің барынша тиімді жағдайына жететін шарт таңдау қажет. Дегидрлеу процестерін әртүрлі технологиялық процестер үшін 200-ден 600-650⁰С температураға дейін өзгеретін жоғары температурада жүргізу қажет. Температура бастапқы зат температурасына тәуелді болады және көбінесе реакцияның термодинамикалық ерекшеліктерімен анықталады. Сонымен, спирттер мен аминдерді дегидрлеуді 200°С температурада жүргізеді, ал олефиндерді, диендерді және арилолефиндерді алу үшін 500- 650°С температура қажет. Бұл дегидрлеудің барлық процестері газ фазасында жүргізілетінін анықтап отыр. Сутегі бөліну түріндегі дегидрлену кезінде әрқашан газ көлемінің ұлғаюы жүреді және сәйкесінше, конверсия дәрежесінің жоғарылауына төмен қысым жақсы жағдай жасайды. Осы себептен дегидрлеу процестері үшін атмосфералық қысымға жақын қысымды таңдайды, ал кейбір жағдайларда процесті вакуумда жүргізеді.

Вакуумды қолдану орнына, кейде реакциялық массаны газбен немесе су буымен араластырған ыңғайлы, өйткені бұл реагенттердің парциалды қысымының төмендеуіне әкеледі және конверсияның тепе-теңдік дәрежесінің өсуіне әкеледі. Сутегі тепе-теңдікті гидрлену жағына қарай ысырғандықтан, ал басқа газдар дайын өнімдердің шығуын қиындатады. Тәжірибеде қыздырылған су буын 0,1 МПа жалпы қысымды сақтай отырып қолданады.