Оборудование
Россия, Санкт-Петербург,
Красногвардейский пер., дом 15 Д
Опросный лист на расчет установки SafeCat

Что такое «катализ»? Интересно о катализе

Что такое «катализ»?

Термин «катализ» предложил в 1835 г. Йёнс Якоб Берцелиус, шведский академик и почетный иностранный член Санкт-Петербургской академии наук. Он образовал его из двух греческих слов: «káto» (вниз) и «λύειν» (отпускать), которые образуют греческое же слово «καταλύειν» – разрушение. Берцелиус писал, что «… катализатор производит на другие тела действие, весьма отличающегося от химического сродства. Катализатор производит разрушение в веществах и создает новые, в состав которых он сам не входит».

4 интересных факта о катализе

  1. Одним из первых неорганических катализаторов была серная кислота, которую использовал в 1552 г. Валериус Кордус (1514-1554 гг.) для конвертации спирта в эфир. Серная кислота и сегодня широко используется в качестве катализатора в нефтепереработке.
  2. Нобелевскую премию по химии в 2010 г. получили Ричард Хек, Эйичи Негиси и Акира Судзуки за разработку реакции палладиевого катализа. В отличие от традиционных реакций, она не разрушает молекулу, но способствует образованию одинарных связей между атомами углерода в молекулах. Именно эти трое ученых сыграли важнейшую роль в массовом распространении светодиодов, которые освещают сегодня наши дома и украшают вечером город. Также они сыграли роль в удешевлении противораковых средств, цена которых обычно заоблачна. Реакция Судзуки легла в основу производства фунгицидов – консервантов для продуктов и новых антибиотиков. Методы, примененные этими учеными, позволяют получить органическую молекулу любой сложности, подобную натуральной.
  3. Катализ меняет скорость реакции не только в сторону увеличения (положительный катализ). Отрицательный катализ (ингибирование) замедляет скорость течения химической реакции.
  4. Процесс исследования источников энергии на основе водорода получил новый толчок при открытии учеными из группы Даниеля Носера (Daniel Nocera) в 2010 г. дешевых катализаторов расщепления воды, на основе распространенных в природе и дешевых (относительно драгметаллов) соединений никеля и бора. Водород является наиболее чистым в природоохранном отношении источником получения энергии.

Платина и катализ: история и современные тенденции в промышленном применении

Использование платины в качестве катализатора берет свое начало от 1820 г., когда Иоганн Дёберайнер продемонстрировал окисление водорода в присутствии катализатора. В 1831 г. Перегрин Филипс изобрел «процесс свинцовой камеры» для получения концентрированной серной кислоты каталитическим окислением оксида серы с помощью платинового катализатора. Это дало толчок развитию химической промышленности.

Платиновый катализатор на стекловолокнистой основеПлатина – настоящий «мастер на все руки» в мире каталитиза. Она используется и для расщепления нефти на качественные топливные фракции (каталитический риформинг), и для удаления продуктов горения из воздуха доокислением. В автомобильной промышленности тройной катализатор из родия, платины и палладия используется для практически полного удаления продуктов сжигания углеводородов. Сначала на восстановительном катализаторе на платиновой основе осуществляется расщепление оксидов азота на кислород и азот, затем высвободившимся кислородом угарный газ (CO) доокисляется до относительно безвредного углекислого газа (СО2). Впервые каталитический конвертер был применен в автомобильной промышленности в 1975 г., что позволило убрать кислородные аппараты с улиц Токио, задыхавшегося от смога.

Известна проблема металлической ртути в дымовых газах, которая не может быть уловлена в мокром скруббере – основном оборудовании очистки дымовых газов. Каталитическое окисление на углеродном катализаторе в присутствии галогенов переводит ртуть в форму растворимого оксида, который удаляется вместе со стоками. Степень очистки от ртути данной технологией достигает 100 %. Проблемы: в до сих пор недостаточном понимании механизма окисления ртути и, как следствие, – нестабильности и относительно невысокой эффективности каталитического процесса.

Эмиссии ЛОС (летучих органических соединений) являются основным путем загрязнения атмосферы. Главные источники ЛОС – нефтехимические производства, автомобильный транспорт, разложение биокомпонентов, фармацевтика, производство тканей и пр. Наиболее распространенные ЛОС – это галогенные соединения, альдегиды, спирты, кетоны, ароматические углеводороды. Высокие концентрации ЛОС приводят к раздражениям слизистых, тошноте, головокружению и головным болям. Многие ЛОС канцерогенны для человека и животных. Некоторые ядовиты и даже смертельно опасны.

Наиболее распространенной технологией борьбы с выбросами ЛОС является каталитическое окисление, отличающееся широким спектром эффективности и относительно мягкими рабочими условиями. Недостатки каталитического окисления – дорогие и высокотехнологичные компоненты, использование драгоценных или дорогостоящих металлов: платины, золота, серебра, рутения, палладия, иридия и пр., и падение эффективности процесса в случае изменения условий его протекания – легко окупаются высокой степенью очистки и общей экономической эффективностью.

Таблица активности катализаторов

Недавняя совместная работа исследовательских групп Йонг Вана из Вашингтонского Университета, Школы химической инженерии и биоинженерии им. Джина и Линды Войланд и группы катализа Абхай К. Датье из Университета Нью-Мексико позволила получить катализатор, работающий в супершироком диапазоне температур от 150 до 750 °С, путем интеграции отдельных атомов платины в материал из оксида церия. Это позволит как справиться с пиковыми нагрузками, так и решить известную проблему «холодного старта», то есть большого количества загрязнителей, выбрасываемого при низкой температуре не разогретого процесса. Атомы платины при высокой температуре имеют тенденцию «сбиваться» в кластеры, тем самым уменьшая эффективность катализатора. Именно поэтому платиновые катализаторы следует периодически тестировать на эффективность удаления загрязнителей. Удержание атомов платины в оксиде церия противодействует процессу слипания атомов платины.

Ознакомиться с модельным рядом и заказать газоочистное оборудование можно в Каталоге каталитических установок SC. Специалисты компании ЗАО «БТ» ответят на все вопросы, касающиеся утилизации газовых выбросов, и помогут подобрать оптимальное технологическое решение, адаптированное под нужды конкретного объекта.


При использовании материала/любой его части (медиаконтента) ссылка на авторство и сайт (https://safecat.ru) обязательна.

Возможно вас заинтересует

Заказать оборудование

Как к вам обратиться

Ваш телефон

Комментарий

Напишите нам

Как к вам обратиться

Ваша почта

Ваш вопрос


400

Return to Top ▲Return to Top ▲