Page 106 - Основы нефтеперерабатывающей промышленности

них неблагоприятны. Следовательно, катализаторы в данном случае и ускоряют
процесс, и способствуют достижению наиболее высоких равновесных
концентраций.
Различают гомогенный и гетерогенный катализ.
При гомогенном катализе катализатор и реагирующие вещества
образуют однородную систему, например газовые смеси или жидкие растворы.
При гетерогенном катализе катализатор чаще всего находится в твердой
фазе, а реагирующие вещества — в газообразном или парообразном состоянии,
т. е. в другой фазе. Возможны случаи, когда реагенты и катализатор - жидкости,
но не смешивающиеся между собой.
В нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности
главным образом осуществляются гетерогенные каталитические процессы.
При гомогенном катализе катализатор с реагирующим веществом
образует неустойчивое реакционноспособное промежуточное соединение.
Энергия активации этого процесса ниже энергии активации некаталитической
основной реакции. В дальнейшем промежуточное соединение распадается или
реагирует с новой молекулой исходного вещества, освобождая при этом
катализатор в неизмененном виде. Эти превращения также характеризуются
сравнительно малой энергией активации.
При гетерогенном катализепроцессможно разделить на следующие пять
этапов:
1) движение (диффузия) реагирующих молекул к поверхности
катализатора;
2) активированная адсорбция (хемосорбция) реагирующих веществ на
поверхности катализатора;
3) химическая реакция на поверхности катализатора;
4) десорбция (снятие с поверхности катализатора) продуктов реакции;

5) диффузия продуктов реакции в глубь газовой фазы
Очевидно, скорость всего процесса определяется скоростью самого
медленного этапа. Здесь различают два случая. Если диффузия исходных и
конечных продуктов протекает быстрее, чем сама каталитическая реакция, то
скорость процесса целиком зависит от состава и свойств поверхности
катализатора. В этом случае говорят, что процесс протекает в кинетической
области. Наоборот, если диффузия происходит медленнее, чем завершаются все
превращения на поверхности катализатора, то общая скорость реакции будет
определяться скоростью диффузии. В этом случае говорят, что процесс
протекает в диффузионной области. Снижение энергии активации в
гетерогенных каталитических реакциях достигается в результате сложных
физико-химических процессов, характеризующих стадию активированной
адсорбции (хемосорбции).Хемосорбция приводит к значительному ослаблению
связей в реагирующих молекулах.
Активированная адсорбция молекул реагирующих веществ происходит
не на всей свободной поверхности твердого катализатора, а только на так
называемых активных центрах, где запас свободной энергии больше. Это могут

106