Katalitik destilasyon - Catalytic distillation

Katalitik destilasyon bir kolu olan reaktif damıtma işlemlerini birleştiren damıtma ve kataliz seçici olarak karışımlarının ayrılması çözeltiler içinde. Temel işlevi katalitik verimini en üst düzeye çıkarmak için , organik , örneğin rafine reaksıyonlar, benzin . Katalitik damıtma en erken durumda 1966 yılına dayanan olduğu düşünülüyordu; Bununla birlikte, bir fikir resmi Lawrence A. Smith tarafından 1980 yılında patenti, Jr işlemi şu anda benzin, ekstre kauçuk ve form plastik saflaştırmak için kullanılır.

Katalizörler

Katalizörler, katalitik damıtma için kullanılan farklı maddelerden oluşan ve çeşitli nesneler üzerine paketlenir. Katalizörlerin çoğunluğu olarak toz haline getirilmiş asit , bazlar , metal oksitler ya da metal halojenürleri . Bu maddeler önemli ölçüde hızlandırır olan yüksek reaktif olma eğilimi reaksiyonun hızını onları etkili katalizörler adrestir.

Katalizörler üzerine paketlenir şekiller katalizör yatağı içinde eşit boşluğu (bir alan sağlamak için tutarlı bir geometrik düzenleme oluşturmak gerekir damıtma sütunu reaktan ve katalizör oluşturmak üzere temas ürünleri ). Bu aralık katalizörleri kolonu içinde eşit bir şekilde yayılır olmak için kullanılır. Katalizör yatağı, büyük ölçüde geniş olmalıdır (yaklaşık% 50 boş) bir buharlaştınldı ve böylece , gaz halindeki reaktifler katalize eder ve gaz meydana gelebilir ürünleri . Katalizör yatağı da sözleşme ve sütun içinde basınç değişikliklere yanıt gerekebilir olarak genişletmek gerekir.

Katalizörler, biçim üzerine paketlenir önce, ilk önce bir bez veya benzeri gözenekli bir şey üzerine paketlenir tel örgü . Kumaş pamuk, fiberglas, polyester, naylon ya da diğer benzer malzemelerden yapılabilir. Ağ, genel olarak, alüminyum, çelik, veya paslanmaz çelikten imal edilmiştir.

Şekilleri açısından, katalizör, genellikle halkalar, seleler, toplar, tabakalar, tüpler ya da spirallere paketlenir. Bu şekiller fiberglas, teflon, ve reaktif olmayan metallerden yapılmış olma eğilimindedir. Katalizörler, sistem içine dahil edilmeden önce, bunlar ya Torbalı metal ızgara veya ekran üzerinde bağlı ya da yerleştirilir polimer köpükler.

süreç

Katalitik damıtma sütunu içinde, sıvı reaktanları eş zamanlı olarak ısıtılırken katalize edilir. Bunun bir sonucu olarak, ürünler derhal başlar buharlaştırmak ve ilk çözeltiden ayrılır. Katalize ve aynı anda, reaktanların ısıtılmasıyla, yeni ortaya çıkan ürünler, hızlı bir şekilde sistemin kaynatılır. Ürünlerin eksikliği ile, Le Chatelier ilkesi yürürlüğe girer ve kaldırılan ürünler yerine reaktanların gelen yeni ürünler oluşturur. Ürünleri sürekli olarak çıkarken olduğundan, sistem ulaşır asla denge . Ürünlerin sürekli formasyonu tamamlanmasının reaksiyonu neden olur.

Cezir

Katalitik damıtma ile gerçekleştirilen en reaksiyonlarda, reaktifler genellikle daha fazla olan uçucu daha ürünler . Bu nedenle, bilinen bir iç geri dönüşüm sistemi, geri akış , hemen sonra uygulanan kondansatörün (kaçan gazlar sıvılara soğutularak kolonun içinde, bir alan). Geri akış konsantre transfer buhar geri katalizör alana. Geri akış da en sadece ürünleri sağlamak için kolona yoğunlaştırılmış sıvıların bir bölümünü geri kaynama noktalarına yakalanır. Geri akış saf olmayan karışımları döner, katalizörler, uzun süreli kullanım için yıkanır.

Tepkiler Türleri

Katalitik destilasyon olan reaksiyonlar şunlardır:

• dimerizasyon - tek bir biçimlendirme molekülü iki gelen monomer zayıf ya da güçlü bir bağ ile.
• Polimerizasyon - Birden fazla monomerden oluşan bir üç boyutlu bir molekül oluşturur.
• eterleştirme - iki tane CH yapıştırılarak bir molekülü oluşturan _n grupları ( alkan , bir civarında) oksijen atomu .
• Esterleştirme - Oksijen (bir asit ile bir molekülün oluşturulması oksoasit ) ve bir OH grubu, ( hidroksil molekülü ihtiva eden).
• İzomerleştirme - değişen yapısı bireysel değiştirmeden bir molekülün elemanları ve bunların ilgili miktarlarda.
• Alkilasyon - CH transfer _N başka bir molekülden grubu.
• Hidrojenasyon - ilave olarak hidrojen bir molekül atomu.
• hidrojen giderme - bir molekülden hidrojen atomu ayrılır.

İki kolon damıtma geliştirmeler

İki sütun damıtmada, elde istenen ürün bir sütun için çağırır katalizi ve daha sonra bir sütun damıtma . Bu damıtma, şirket iki büyük sütun yapı hem de başka bir sütun içeriğini taşınması için bir yöntem fon sahip demektir. Katalitik damıtma ile şirket sadece ikinci sütun için maliyet ve başka bir sütundan kimyasal taşımak için hem de maliyetini ortadan kaldırır bir sütun fon gerekmektedir. Bu optimizasyon neredeyse yarısı orijinal maliyetine ek masrafını keser.

Maliyetleri kısma ek olarak, katalitik damıtma verimliliği ve etkinliği bir kilometre taşıdır. O sütundan diğerine içeriğini taşımak için gerekli değildir, çünkü daha az zaman harcanır. Aynı zamanda, yüzde vermiştir gelen reaktan için ürün 96-97% 99.9,% bazı reaksiyonlarda artmıştır.

Referanslar