Gomogen jarayonlarda qo'llanadigan reaktorlar va ularning tuzilishi, ishlash tamoyillari

Gomogen jarayonlarda qo'llanadigan reaktorlar va ularning tuzilishi, ishlash tamoyillari Reja: 1.Gaz reaksiyalarda gomogen kataliz. 2. Kattalitik jarayonlarining texnologik rejimi. Katalizatorni reaksiya mahsulotidan kondentsatsiya, tanlab absorbtsiyalash yoki adsorbtsiyalash metodlari yordamida ajratib olishning qiyinligi sababli kamdan-kam kullaniladi. Gaz fazali katalizning qo'llanilishiga sirka kislotasining degidratatsiyalaninshi va vodorod ftorid katalizatori ishtirokida parafin va benzoinni alkillash metallni havo bilan azod oksidi katalizatori ishtirokida formaldegidgacha oksidlash, suv bugi katalizatorligida SO ni SO2 gacha oksidlash reaksiyalari misol bo'ladi. Degidratatsiya gaz xoldagi trietilfosfat ishtirokida bug holatida boradi. 2CH3COOH→2(CH3CO)2O+H2O Sirka angidridi kondensatlanadi, gazsimon katalizator esa yana siklga kaytiriladi. Alkillangan uglevodorod xam kondensatlanadi yana katalizator sifatida kayrib jarayonga kiritiladi. Gaz fazali kataliz (gomogen kataliz) molekulyar va zanjir mexanizmi bo'yicha amalga oshadi. Katalitik reaksiyalar molekulyar mexanizmda borganda reaksiyaga kirishuvchi moddalar bilan katalizaor orasida atomlar almashinuvi sodir bo'ladi. Katalitik gaz reaksiyalarning molekulyar mexanizmiga kislorod yoki xlor atomining utishini misol bo'ladi. Bunda azot oksidi bilan oksidlanadi: ½ O2 +NO=NO2 (a) NO2+SO2=SO3+NO (b) Gomogen katalizda radikal mexanizmi gaz fazada va suyuk fazalarda borishi mumkin. bu katalizatr reaksiyalarni zanjirli mexanizm tomon yunaltiruvchi initsiator hisoblanadi. Reaksiyani tezlashuviga reaksiya jarayonida energiyaga boy bo'lgan radikal hosil bo'lishi hisobiga erishiladi shunday mexanizmda bazi bir gaz fazada oksidlanish va suyuk fazada polimerlanish va boshqa reaksiyalar boradi. Radikal tipidagi gaz fazali katalitik reaksiyalarga alkanlarni oksidlashda azot oksidining ta'sirini, jumladan metanni formaldedidgacha oksidlanishi misol qilish mumkin.Bu reaksiya mexanizmini qisqartirgan holda kuydagi zanjir reaksiya shaklida tasavvur qilish mumkin. 1. Zanjirning tug'ilishi 2SN4+NO2→2CH3˙+H2O+NO 2NO+ O2→2NO2 2. Zanjirning davom qilishi CH3˙+ O2→ CH2O+OH˙ SN4 +OH˙→CH3˙ +H2O CH3˙+OH˙→ CH3OH Bu maqsadda yani formaldegid hosil bo'lishiga yo'naltirilgan reaksiya azot oksid ta'sirida tezlashadi. Bundan tashqari bevosita CH3OH ni hosil bo'lishiga va uni CH2O gacha oksidlanishiga olib boruvchi, hamda chuqur oksidlanib HCOOH, CO va CO2 va boshqalarni hosil qiluvchi reaksiyalar xam boradi. Gaz fazali sintezni amalga oshirish uchun oddiy qurilma kamerali apparitni masalan 44-rasmda ko'rsatilgan apparatni qo'llash mumkin. Endotermik jarayonlar kuvursimon apparatlarda olib boriladi (32-rasm). Suyuk fazada gomogen kataliz,gaz fazaga nisbatan intensiv ketadi, ammo unda tayyor mahsulot (desorbtsiya, chuktirish, tanlab eritish va boshqa usullar yordamida) aralashmasidan katalizatorni ajratib olish ancha qiyin. Shunga qaramay sanoatda bu xil kataliz keng kullaniladi. Masalan, etil spirti ishlab chiqarishda H2SO4 katalizator ishtirokida etilenni gidratatsiyalash; fenolni formaldegid bilan HCl yoki NaOH katalizatorlar ishtirokida polikondensatsiyalash reaksiyalari. Gomogen katalizda keltirilgan model reaksiyalarda (142 bet, a va b reaksiyalarga karang) A (kat), AV* (kat) tipidagi oralik birikmalar mustaqil kimyoviy reaksiya ko'rinishida, analitik usullar bilan aniqlash mumkin. Gomogen katalitik reaksiyaning tezligiga kupgina omillar katalizatorning faolligi, har orot, reagent va ...