مشاوره پایان نامه

کاتالیزور ها | انواع کاتالیزورها | تاریخچه استفاده از کاتالیزورها | تعریف کاتالیزورهای همگن و ناهمگن

کاتالیزور ها | انواع کاتالیزورها | تاریخچه استفاده از کاتالیزورها | تعریف کاتالیزورهای همگن و ناهمگن :

کاتالیزور ها :

کاتالیزور ، کاتالیست یا کاتالیزگر (Catalyst) کاربرد های زیادی در صنعت و آزمایشگاه ها دارد که مهمترین کاربرد این ماده شیمیایی افزایش سرعت واکنش شیمیایی است .

کاتالیزور ماده شیمیایی است که اگر به مخلوطی اضافه شود ، سرعت رسیدن ماده شیمیایی دیگری را به حالت تعادل در سیستم بدون آنکه خودش دستخوش تغییر شیمیایی پایدار شود ، افزایش میابد .

تاریخچه استفاده از کاتالیزورها :

گوستاو کیرشهف (Gustav Robert Kirchhoff) فیزیکدان آلمانی اولین کسی بود که از کاتالیزور استفاده کرد . گوستاو با استفاده از یک اسید به عنوان کاتالیزور توانست نشاسته را به قند ، هیدرولیز کند . بعدها همفری دیوی( Sir Humphry Davy) شیمیدان بریتانیایی واکنش هیدروژن را با اکسیژن در حضور کاتالیزور پلاتین انجام داد ( این واکنش ، یک واکنش گرماگیر است که هنگام انجام واکنش جرقه تولید میکند ).

اولین توضیح اینکه چرا کاتالیزورها باعث افزایش سرعت واکنش های شیمیایی میشود و کاتالیزور در واکنش چه تغییری میکند توسط مایکل فارادی (Michael Faraday) فیزیکدان و شیمیدان انگلیسی ارئه شد .

انقلاب تکنولوژی اصلی مربوط به کاتالیزورها به نیمه دوم قرن 20 یعنی بین سال های 1980ـ1950 میباشد . تولید کاتالیزورهای زیگلر ـ ناتا در سال های 1950ـ1960 باعث تولید ترکیبات مهم و استراتژیکی بسیاری شد.

 

انواع کاتالیزورها :

کاتالیزور ها به دو نوع مرغوب و نامرغوب تقسیم میشوند اما دو خصوصیت مشترک بین تمام کاتالیزورها وجود دارد :

1. کاتالیزور ممکن است به سرعت واکنش اثر بگذارد اما نمیتواند موقعیت تعادل را در یک واکنش برگشت پذیر تغییر دهد.

2. کاتالیزورها در طی واکنش شیمیایی دستخوش تغییرات شیمیایی نمی شوند اما ممکن است از نظر فیزیکی تغییر کنند .

ـ کاتالیزورهای مرغوب :

کاتالیزور مرغوب ، کاتالیزوری است که فقط اجازه تشکیل یک محصول را بدهد .

ـ کاتالیزورهای نامرغوب :

کاتالیزو نامرغوب ، کاتالیزوری است که اجازه تشکیل چندین نوع محصول را به واکنش می دهد .

تعریف کاتالیزورهای همگن و ناهمگن :

ـ کاتالیزور همگن :

ماده شیمیایی که به عنوان کاتالیزور همگن به کار میرود ، با مواد شیمیایی واکنش دهنده در یک فازند. به عنوان مثال : اثر کلر(Cl) در تجزیه نیتروژن دی اکسید.

ـ کاتالیزور ناهمگن :

در کاتالیزور ناهمگن یا سطحی مواد شیمیایی واکنش دهنده و کاتالیزور در دو فاز مجزا میباشند.

 

ویژگی های یک کاتالیست خوب :

کاتالیزور ها برای سرعت بخشیدن به واکنش های شیمیایی به کار میرود و هر کاتالیزور برای انجام یک واکنش خاص استفاده میشود. ما برای خرید یک کاتالیزور خوب و با کیفیت باید با ویژگی یک کاتالیزور مرغوب آشنا باشیم . یک کاتالیزور باید دارای ویگی های زیر باشد :

  • دارای فعالیت بالا باشد یعنی مساحت سطحی بالا و گرمای جذب سطحی متوسط داشته باشد .
  • مقاومت مکانیکی بالا داشته باشد یعنی پودر نشود ، ساییده نشود و تغییر آرایش ندهد .
  • عملکرد مناسب در دماهای عملیاتی داشته باشد .
  • خاصیت گزینش پذیری داشته باشد یعنی محصولات جانبی کمی تولید کند .
  • عمر مفید بالایی داشته باشد .

شما میتوانید کاتالیزوها و مواد شیمیایی مورد نیاز خود را از فروشگاه مواد شیمیایی سفیر آزما کیانبا کیفیت بالا و قیمت مناسب خریداری کنید .

کاربرد کاتالیزورها :

1. در صنایع نفت و گاز :

بیشترین و وسیع ترین مصرف کاتالیزورها در صنعت نفت در دو فرایند کراکینگ (شکستن مولکول‌های درشت به کوچک) و رفرمینگ ( بازآرایی مجدد و ترکیب مولکول‌هایی برای تولید) دیده میشود . در صنعت نفت عمدتا از کاتالیزورهای زیگلرـ ناتا ، ارگانومتالیک و کاتالیزورهای فلزی استفاده می‌شود.

2. واحد های پتروشیمی :

فرایندهای کاتالیستی در واحد پتروشیمی  نسبت به فرایندهای صنعت نفت ، حجم خیلی کمتری را اشغال کرده در عوض محصولات بسیار مهم و متنوعی تولید می‌کنند به عنوان مثال : تولید اتیلن و پلی اتیلن ، هیدروژن زدایی از پارافین‌های خطی ، تولید پروپین و تولید سیکلو هگزان از جمله مواد شیمیایی در واحد پتروشیمی است .

3. مبدل های کاتالیزوری اتومبیل :

کاتالیزور ها در مبدل های اتومبیل به صورت مستقیم و غیر مستقیم به کار برده می‌شوند. در اگزوز اتومبیل‌ها بستری از فلزات جامد مانند پلاتین (Pt) بر روی پایه آلومینات قرار گرفته و هیدروکربن‌های مضر به عنوان مثال CO  را جذب خود میکند .

عمر مفید کاتالیزورها :

کاتالیزورها دارای مدت زمان فعالیت مفید مشخصی هستند و با گذر زمان از فعالیت و تأثیرشان در افزایش سرعت واکنش ها کاسته می‌شود ، یعنی نقاط فعالی روی سطح کاتالیزور وجود دارد که این نقاط به مرور زمان مسموم می‌شوند . مسمومیت می‌تواند به صورت های زیر باعث غیر فعال شدن کاتالیزور شود :

1. لایه ضخیم از ماده واکنش دهنده بر روی سطح کاتالیزور ایجاد میشود .

2. مسمومیت میتواند باعث تغییر آرایش بلوری کاتالیزور شود

3. همچنین مسمومیت میتواند باعث جذب ناخالصی‌ها در نقاط فعال کاتالیزور شود.

 

معرفی انواعی از کاتالیست های پالایش نفت و پتروشیمی :

ـ  کاتالیزور مورد استفاده در ایزومریزاسیون :

کاتالیزور Pt/Cl-Al2O3

کاتالیزور Pt/H-mordenite

ـ کاتالیزور های مورد استفاده در هيدروژناسيون :

کاتالیزور پلاتین (Pt)

ـ کاتالیزورهای مورد استفاده در واحد های پلی الفینی :

کاتالیست SAC

ـ کاتالیست هیدروژن زدایی پارافین‌های سبک و سنگین

ـ کاتالیست اسید استیک که سالانه برای این ماده شیمیایی هزینه ای 14 میلیون دلاری صرف میشود و جز کاتالیست های تحریم شده است که به تازگی در کشور ایران تولید میشود و 3 میلیون دلار صرفه جویی را در پی داشته است .

 

مطب پیشنهادی :
مرک | مرک آلمان | نمایندگی مرک | نمایندگی شرکت مرک آلمان

سفیر آزما کیان برند اول فروش مواد شیمیایی و آزمایشگاهی در ایران می باشد.

با تشکر مجله دانش شیمی و تیم پایان نامه من

مشاوره مقاله

پاسخ دهید

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد. فیلدهای اجباری مشخص شده اند *
شما می توانید از این استفاده کنید HTML برچسب ها و ویژگی ها: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>