הביצועים של זרז תעשייתי בתהליכים קטנוכימיים נשענים על שילוב מורכב של תכונות פיזיות וכימיקליות. בין אלה, תכונות בסיס חומצה הם יסוד, השולט כיצד זרז אינטראקציה עם הידרופחמן להאכילסטוקדס כדי להניע תגובות כגון סדק, אטומיזציה, dehydrogenation, ו alkylation. Fine-tuating תכונות אלה תהליך מאפשר מהנדסים להשיג גבוה יותר אופטימיזציה למוצרים הרצויים, להאריך את החיים ואת שיטות פעולה אלה, לחקור את ההשפעות של חומרים תעשייתיות, כדי להפחית את ההשפעות של חומרים תעשייתיות, ולהפחית את ההשפעות של חומרים אלה.

יסודות של Acid-Base Catalysis בפטריוכימיה

Brønsted ו- Lewis Acidity in Catalysts

כימיה בסיס Acid בקטאליזה heterogeneous מוגדרת בעיקר על ידי שתי מסגרות: Brønsted ו Lewis. A Brønsted חומצה לתרום פרוטון (H+) למולקולה מגיבה, בעוד בסיס Brønsted מקבל צפיפות proton. Lewis חומצות, לעומת זאת, מקבל זוג אלקטרונים, ובסיסים לואיס לתרום זוג אלקטרונים. in זרז, שניהם סוגים של אתרי נחושת יכולים לקבוע סגסוגת (למשל, 000) נוגדנים חזק (Ricialicialicials) מכיל סגסוגת).

סודיות ובסיסיות

תכונות בסיס חומצה קוונטית הוא חיוני עבור עיצוב זרז רציונלי.טכניקות נפוצות כוללות טמפרטורות-programed desorption (TPD) של מולקולות בדיקה כגון אמוניה (NHoriFLT:03reaFLT:1) עבור חומצה ו פחמן דו חמצני (COFLT:2 LT 3) עבור בסיסיות.

(הופנה מהדף ויקרא: ⁇ ): ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

סוגים של Acid-Base Catalysts בתהליכים פטרוכימיים

Acidic Catalysts: Zeolites, Clays, ו-Sulfated Oxides

זרזים אקרודיים שולטים סדקים פטרוכימיים והאיזוריזציה. Zeolites - מיקרו ⁇ גבישי aluminosilicates - הם העורקים של סדקים קטליטיים נוזליים (FCC) בשל אזור פני השטח הגבוה שלהם, מבנה porecarbon מוגדר היטב, וחומצה טונהיתית (Li / Al ישירות משפיע על חוזק חומציות נמוכה יותר (אלומיניום) מגישה של אתרי סגסוגת תרמיליבית, אך נמוכה יותר, אך נמוכה יותר, אך נמוכה יותר, אך נמוכה יותר, אך עודף חומצה נוזלית שומן, אך מאשר חומצה נוזלית, אך נמוכה יותר, למעט גמישות, אך מאשר חומצה נוזלית חומצה נוזלית, אך עודף.

Catalysts: Alkaline Earth Oxides ו הידרוטלקליקטים

זרזים בסיסיים פחות נפוצים ב petroכימיה מאשר חומצה פולימרית, אבל הם חיוניים עבור dehydrogenation, aldol condensation, ואת alkylation של שרשרת צד-המין oxide (MgO) הוא בסיס מוצק פרוטקטי עם בסיס מתון מדי, לעתים קרובות בשימוש ב dehydrogenation של alkenescium ium (Oalytic) ו-Fcinicial LT2i) יכול להיות חזק יותר מדי (Fcine) אבל חזק יותר מדי (Fcine) אבל חזק יותר מדי.

Amphoteric ו-Bfunctional Catalysts

כמה זרזים מציגים גם אתרי חומצה וגם אתרי יסוד, או באופן לא טבעי (למשל, אלומיניום, טיטניה) או על ידי עיצוב. זרז amphoteric יכול לזרז תגובות הדורשות הן חומצה והן פונקציות בסיס בשלב אחד, כגון הפונקציה Meerwein-Ponndorf-Verley מופחתת של קטונים. בתהליכים קטרוטימיים, bisolals משלבת תפקוד מימן או פונקציונליות גבוהה (כמו פונקציית מתכת) עם תפקוד דלקת יתר של חומצה פולית (דלקת יתר) או חומצה פולית) או חומצה פולית (לעתים קרובות).

עיצוב Catalysts עם תכונות אופטימיות

שינוי כימיה

שינוי הרכב פני השטח של זרז הוא הדרך הישירה ביותר להתאים תכונות בסיס חומצה. עבור זאולימיטים, הדבקה (המעבר אלומיניום מן המסגרת) מגביר את יחס Si / אל, חיזוק אתרים קיימים Brnsted בעוד צמצום צפיפותם. לחלופין, הוא אלומיניום החלפת חומרים בסיסיים כגון חומצה או ג'ורג'ית (Ophous Substitution) - הצבת אלומיניום עם אלמנטים אחרים של משולש כמו גליום או ברון - 000 - 000) כוח חמצן נמוך.

בקרת תמיכה ומורמוולוגיה

הבחירה של תמיכה משפיעה עמוקות על הפיזור וההנעה של אתרים פעילים. High-surface-area תומך כמו סיליקה, אלומיניום, או פחמן מאפשרים טעינה גבוהה של המרכיב הפעיל.עם זאת, תכונות חומצה-בסיס של התמיכה יכולות להפריע: באמצעות תמיכה חומצית עבור זרז בסיסי עשוי להוביל לניטרליזציה וצמצום הפעילות.

עיצוב והתאמה

עיצוב זרז מודרני יותר מסתמך על ניסויים בתפוקה גבוהה ומודל חישובי.דונות תיאוריה פונקציונלית (DFT) חישובים יכולים לחזות את חוזק חומצי של אתרים פוטנציאליים ואת מחסומים התפעוליים עבור שלבים מרכזיים.מודלים למידה מכונה מאומן על נתונים ניסיוניים יכול לזהות יצירות מבטיחות ללא משפט וטעייה חזקה יותר כי שיטות הדמיה של מצב מוצק NMR, X-ray ספיגה ספקtrostros (X), ואופרה אנליטית מאפשרת למקסם את שיטות פעולה אלה של בדיקות זיכרון של שיטות פעולה זרז של זמן אמתיות של שיטות פעולה גלקטית של HFT.

לקבלת גישות חישוביות בקטאליזה, ראה:0 זה סקירת הטבע על למידת מכונה בקטאליזה FLT:1.

השפעה על תהליכים פטרוכימיים ספציפיים

קטליטית פצח ואימגיזציה

סדקים קטליטיים (FCC) ממירים שמן גז כבד לשבריריות קלות יותר כמו בנזין ודיזל.הרכיב הפעיל העיקרי הוא zeolite (בדרך כלל Y-type) עם חומציות חזקה Brønsted (מנגנון המשאיות דורש איזון חומצי) עם חומצה חומצית (pine) הוא גם לחץ דם גבוה מדי, LT2C) ו-mic transferericial transfer (Folentic).

התייבשות וארומטיזציה

(הופנה מהדף [[המאה ה-20]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]], [[1924]]]] [[[[1924]]]]]]]] [[[[1924]]]]]] [[[[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[[[1924]]]]]] [[[[1924]]]]]]]] [[[[[[1924]]]]]]

אלקלילציה ואוליבריזציה

Alkylation של Isobutane עם butenes לייצר alkylate (רכיב בנזין גבוה) משתמשים באופן מסורתי חומצות נוזליות כמו HF או HIRFLT:02uaFLT 1SOFLT:24Feloic) עבור זרז חומצה מולקולרית (Ralphine) כולל זרז חומצה מוצקה (beta, Y) וחומצות heteropoly כבר נחקרו באופן נרחב כדי להחליף את התכונות המסוכנות שלהם.

התחדשות, התחדשות ושיקולים של יציבות

(ה ⁇ ) זרזי בסיס נוטים לפענוח על ידי היווצרות קולקה, הרעלה וחטאת. Coke deposition הוא חמור במיוחד עבור זרזי חומצה חזקה, כי oligomerization ו condensation של צינורות CObove לייצר מינים פוליארומטיים כי חסימת מטענים בסיסיים וכיסוי אתרים פעילים.

כיוונים עתידיים: עצלות מתאימה לתהליכים בר קיימא

הדור הבא של זרזי פטרוכימי יהיה צורך לעבד כבד יותר, יותר מזון מורכב (כולל שמנים מקודדים ביולוגית ופלסטיק) תוך צמצום טביעת הרגל הסביבתית.שדרה מבטיחה אחת היא פיתוח של זרז יחיד מעוגן על זרז חומצי או בסיסי תמיכה - אלה למקסם את יעילות האתר הפעילה ואת אחידות.

עבור סקירה מקיפה על שיתוק בסיס חומצה בכימיה תעשייתית, הקורא נקרא (FLT:0 זה מאמר ביקורות כימי על שיתוק חומצה heterogeneous חומצה שיתוק FLT:1).

מסקנה

התכונות של זרז ישירות להכתיב את היכולת שלו להפעיל מולקולות הידרוקרבן, מסלולי תגובה היגוי, ומתנגדות לפענוח. בתעשיית הפטרוכימיקלית, הבנה עמוקה של עקרונות יסוד של חומצה בסיסית - בשילוב עם אופי מתוחכם וכלים עיצוביים - ניתן ליצור זרזים שפועלים עם יעילות גבוהה יותר,סלקטיביות, וארוכותרות.