ky thuat xuc tac - tiet 1

 Xúc tác công nghiệp, các giai đoạn sản xuất xúc tác trong công nghiệp  Các phương pháp hiện đại đánh giá xúc tác... Nghiên cứu tính chất xốp của xúc tác Điều chế xúc tác Sản xuất xúc

Trang 1

TS Nguyễn Mạnh Huấn

KỸ THUẬT XÚC TÁC

CATALYST TECHNOLOGY

Trang 2

Các thành phần của nó như thế nào?

Kiểm tra tính chất hóa học và vật lý của nó bằng các

phương pháp gì?

Kiểm tra hoạt tính như thế nào?

Chi phí? Pilot? Sản xuất công nghiệp?

Sử dụng lý thuyết nào cho phản ứng này?

Trang 3

Xúc tác

Phản Ứng

Điều chế

Đánh giá xúc tác

Phương pháp nghiên cứu tĩnh

Phương pháp nghiên cứu dòng

Trang 4

 Xúc tác công nghiệp, các giai đoạn sản xuất

xúc tác trong công nghiệp

 Các phương pháp hiện đại đánh giá xúc tác

Trang 5

Mục tiêu của học phần

Sau khi hoàn tất học phần sinh viên có khả

năng:

- Nắm vững kiến thức cơ bản về kỹ thuật xúc tác.

- Làm cơ sở nền tảng học tiếp các môn chuyên ngành.

Trang 6

Nghiên cứu tính chất xốp của xúc tác

Điều chế xúc tác

Sản xuất xúc tác công nghiệp

Các phương pháp nghiên cứu và đánh giá xúc tác

Các dạng

lò phản ứng trong phòng thí nghiệm

Kiểm tra giữa kỳ Bài tập

Trang 7

Tài liệu

Sách tham khảo

 [1] Charles N Satterfields, Heterogeneous Catalysis in

Industrial Practice, McGraw-Hill, Inc., 1991.

 [2] Mukhlenov I.P., Dobkina E.I., Catalyst technology,

Mir publishers, M 1976.

 [3] Mai hữu Khiêm, Bài giảng Kỹ thuật xúc tác, NXB

ĐHQG TP HCM, 2003

Trang 8

Phương pháp đánh giá môn học

Seminar: dịch bài báo

Thi giữa học phần

Thi kết thúc học phần

Trang 9

Examples of Reactions w/o

Catalysis

Oxygen in theair mixes with iron to formrust

HydrogenPeroxideforms a chemicalreaction withyour body

1 week to several months

Plants &

animals decompose

to oil & coal

Millions of years

Seconds

Trang 12

Amoniac Methanol Butadien Rượu ethylic polyethylen

Pt, V2O5, Fe2O3

Pt, Pd, CoO,

Fe(K2O, Al2O3, SiO2, ) ZnO + Cr2O3 + CuO + K2O

Cr2O3: photphat Ni va Cr2O3

H3PO4 trên chất mang Al2O3TiCl4 + AlR3(Ziegler-Naptha)

Một số phản ứng xúc tác

CHƯƠNG 1: MỘT SỐ VẤN ĐỀ CHUNG VỀ XÚC TÁC

Trang 13

(1850) Catalysis

(1875) Electrochemistry, Surface, TD and Instrumentation

( 1850) Tribology

(1925) Adsorption Science and Electron Emission

(1955) Surface Analytical Techniques

2000 Macroscopic level

Trang 14

Hetrogeneous

Catalysis-Milestones in Evolution-1

 1814 - Kirchhoff-starch to sugar by acid.

 1817 -Davy-coal gas(Pt,Pd selective but not Cu,Ag,Au,Fe)

 1820s –Faraday H 2 + O 2 H 2 O(Pt);C 2 H 4 and S

 1836- Berzelius coins”Catalysis”;

 1860 -Deacon’s Process ;2HCl+0.5O 2  H 2 O + Cl 2 ;

 1875 -Messel.SO 2  SO 3 (Pt);

 1880 -Mond.CH 4 +H 2 O  CO+3H 2 (Ni);

 1902 -Ostwald-2NH 3 +2.5O 2 2NO+3H 2 O(Pt);

 1902 -Sabatier.C 2 H 4 +H 2  C 2 H 6 (Ni).

 1905 -Ipatieff.Clays for acid catalysed reactions; isomerisation, alkylation, polymerisation.

Trang 15

Milestones in Evolution-2

 1910-20: NH 3 synthesis (Haber,Mittasch) ; Langmuir

 1920-30-Methanol syn(ZnO-Cr 2 O 3 ); Taylor;BET

 1930-Lang-Hinsh &Eley -Rideal models ;FTsyn;EO;

 1930-50:Process Engg; FCC / alkylates;acid-base

catalysis;Reforming and Platforming.

 1950-70: Role of diffusion; Zeolites, Shape Selectivity;

Bifunctional cata;oxdn cat-HDS; Syngas and H 2 generation.

 1970- Surface Science approach to catalysis(Ertl)

 1990 - Assisted catalyst design using :

-surface chem of metals/oxides, coordination chemistry

- kinetics,catalytic reaction engg

- novel materials(micro/mesoporous/nano materials)

Trang 16

Dream Reactions Awaiting Catalyst Development…………

( according to Jens Rostrup-Nielsen)

Trang 17

1.2 Đặc điểm chung của tác dụng xúc tác

1.2.1 Định nghĩa xúc tác: Hiện tương biến đổi tốc độ

phản ứng hoá học hay kích động chúng do những chất mà cuối cùng vẫn được phục hồi gọi là xúc tác Chất gây nên sự xúc tác gọi là chất xúc tác

1.2.2 Hoạt độ của xúc tác: được đo băng sự biến đổi

lượng chất đầu tham gia phản ứng trong một đơn vị thời gian và trên một đơn vị của lượng chất xúc tác

Trang 18

1.2.3 Đặc trưng chung của tác dụng xúc tác:

Nhiệt động học của tác dụng xúc tác: xúc tác chỉ có tác dụng trong

phạm vi nhiệt đông học cho phép

Ví dụ: xét phản ứng sau

A = B A+Xt = Axt = B + xt

G = - RT lnKcb: K’cb = k/k’ ( k, k’:

hằng số tốc độ của phản ứng

thuận và nghich)

Trang 19

Vấn đề 1: Bản chất tác dụng

tăng tốc độ phản ứng bởi chất xúc tác là gì?

CHƯƠNG 1: MỘT SỐ VẤN ĐỀ

CHUNG VỀ XÚC TÁC

Trang 20

Trang 21

Trang 22

Activation Energy

Activation Energy : The energy required to overcome the reaction

barrier Usually given a symbol E a or ∆G≠

The Activation Energy (Ea) determines how fast a reaction occurs, the higher

Activation barrier, the slower the reaction rate The lower the Activation

barrier, the faster the reaction

Trang 23

Trang 24

Catalyst lowers the activation energy for both forward and reverse reactions.

Activation Energy

Trang 25

Tính chọn lọc của xúc tác: độ chọn lọc của xúc tác là tỉ số tốc độ tạo sản

phẩm so với tổng tốc độ biến đổi trên cơ sở chất tham gia phản ứng theo các hướng

Ví dụ 1: Phản ứng Fischer Trospch

Ví dụ 2: phản ứng ôxy hoá NH3: 4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O + 1300 KJ (a) 4NH3 + 4O2 = 2N2O + 6H2O + 1100 KJ (b) 4NH3 + 5O2 = 2NO + 6H2O + 900 KJ (c)

Định nghĩa: Độ lựa chọn của một chất xúc tác theo một hướng nhất định bằng tốc độ hình thành sản phẩm chính chia cho tổng tốc độ phản ứng theo tất cả các hướng.

Trang 26

Phản ứng phân hủy phenol: C 6 H 5 OH  sản phẩm Kết quả thực nghiêm theo các

bảng bên dưới, cho biết R = 8.314 J.mol -1 K -1 , tính hằng số vận tốc k, n của phản ứng khi có và không có xúc tác, biết rằng phương trình động học phản ứng theo phương trình: -d[PhOH]/dt = k [PhOH] n Xác định mức độ giảm năng lượng hoạt hóa khi sử dụng xúc tác.

3.254.104.966.117.279.0810.80

16.6022.7830.7840.6655.2376.32100.43

34.8647.2363.4685.94115.14156.34210.78

Trang 27

1.3 Phân lọai chất xúc tác

khử, kim lọai, enzyme,…

kim lọai,…

Trang 28

a) Sản xuất nhiên liệu trong các nhà máy lọc dầu.

b) Sản xuất hóa chất trong các nhà máy hóa chất

c) Sản xuất phân bón, chất dẻo,…

d) Giảm thiểu ô nhiễm

e) Xử lý ô nhiễm

Trang 29

1.4.2 Vai trò của xúc tác:

trình sản xuất.

Định dạng
Số trang	30
Dung lượng	1,53 MB