22

UVOD U INDUSTRIJSKU KATALIZU

  • Upload
    linus

  • View
    56

  • Download
    1

Embed Size (px)

DESCRIPTION

UVOD U INDUSTRIJSKU KATALIZU. Kataliza je ključ u hemijskih transformacija. U najvećem broju slučajeva industrijski procesi i gotovo sve reakcije u biološkim sistemima odvijaju se u prisustvu katalizatora. Pored toga, kataliza ima izuzetnog značaja u zaštiti životne sredine. - PowerPoint PPT Presentation

Citation preview

Page 1: UVOD U  INDUSTRIJSKU  KATALIZU
Page 2: UVOD U  INDUSTRIJSKU  KATALIZU

Kataliza je ključ u hemijskih transformacija. Kataliza je ključ u hemijskih transformacija.

U najvećem broju slučajeva industrijski procesi i gotovo sve U najvećem broju slučajeva industrijski procesi i gotovo sve reakcije u biološkim sistemima odvijaju se u prisustvu reakcije u biološkim sistemima odvijaju se u prisustvu katalizatora. katalizatora.

Pored toga, kataliza ima izuzetnog značaja u zaštiti životne Pored toga, kataliza ima izuzetnog značaja u zaštiti životne sredine. sredine.

Katalizatori omogućavaju odigravanje procesa koji bi se Katalizatori omogućavaju odigravanje procesa koji bi se veoma teško, ili nikako, odvijali bez njihovog prisustva, veoma teško, ili nikako, odvijali bez njihovog prisustva, kombinovanje više transformacija u jednoj fazi reakcije, kombinovanje više transformacija u jednoj fazi reakcije, povećanje prinosa proizvoda, izvođenje procesa pod blažim povećanje prinosa proizvoda, izvođenje procesa pod blažim uslovima (manji utrošak energije), zamenu toksičnih uslovima (manji utrošak energije), zamenu toksičnih reagenasa ekološki primerenijim supstancama i smanjenje reagenasa ekološki primerenijim supstancama i smanjenje količine otpada, zbog čega se može reći da je kataliza osnova količine otpada, zbog čega se može reći da je kataliza osnova razvoja zelene hemije. razvoja zelene hemije.

Page 3: UVOD U  INDUSTRIJSKU  KATALIZU

Termin kataliza prvi puta je primenio Bercelijus (Berzelius) Termin kataliza prvi puta je primenio Bercelijus (Berzelius) 1836. godine. 1836. godine. „„Mnoge supstance pokazuju afinitet prema drugim Mnoge supstance pokazuju afinitet prema drugim supstancama različit od hemijskog afiniteta. One izazivaju supstancama različit od hemijskog afiniteta. One izazivaju promene delujući na druge supstance, a da se pri tome same ne promene delujući na druge supstance, a da se pri tome same ne menjaju. Ovu moć do sada nepoznatu, zajedničku kako za menjaju. Ovu moć do sada nepoznatu, zajedničku kako za organsku, tako i za neorgansku materiju ja bih nazvao organsku, tako i za neorgansku materiju ja bih nazvao katalitička moć. Takođe mogu reći da je kataliza razlaganje katalitička moć. Takođe mogu reći da je kataliza razlaganje pod dejstvom te moći“ (objavljeno u Edinburgh New pod dejstvom te moći“ (objavljeno u Edinburgh New Philosophical Journal). Philosophical Journal).

Definiciju katalize, koja je prihvaćena od strane IUPAC 1981. Definiciju katalize, koja je prihvaćena od strane IUPAC 1981. godine, dao je Ostvald (Ostwald) još davne, 1895. – godine, dao je Ostvald (Ostwald) još davne, 1895. – „Katalizator je supstanca koja dovodi do ubrzanja hemijske „Katalizator je supstanca koja dovodi do ubrzanja hemijske reakcije, ali tako da ukupna promena standardne Gibsove reakcije, ali tako da ukupna promena standardne Gibsove energije ostaje nepromenjena“. energije ostaje nepromenjena“.

Page 4: UVOD U  INDUSTRIJSKU  KATALIZU

Iako formalno, tokom hemijske rekacije katalizator ostaje Iako formalno, tokom hemijske rekacije katalizator ostaje nepromenjen, dobro je poznato da je kataliza cikličan proces u nepromenjen, dobro je poznato da je kataliza cikličan proces u kojem se reaktanti vezuju za katalizator gradeći intermedijerni kojem se reaktanti vezuju za katalizator gradeći intermedijerni kompleks iz kojeg se, nakon izdvajanja proizvoda, katalizator kompleks iz kojeg se, nakon izdvajanja proizvoda, katalizator oslobađa u polaznom obliku. Intermedijerni kompleks oslobađa u polaznom obliku. Intermedijerni kompleks katalizator-reaktant je obično veoma rekativan i teško se može katalizator-reaktant je obično veoma rekativan i teško se može detektovati. detektovati.

Page 5: UVOD U  INDUSTRIJSKU  KATALIZU

Prema teoriji, katalizator se u hemijskom procesu ne troši, Prema teoriji, katalizator se u hemijskom procesu ne troši, međutim u praksi zbog niza procesa katalizator podleže međutim u praksi zbog niza procesa katalizator podleže promenama i njegova aktivnost i selektivnost vremenom opadaju. promenama i njegova aktivnost i selektivnost vremenom opadaju. U industrijskim postupcima katalizator se najčešće može U industrijskim postupcima katalizator se najčešće može regenerisati pre nego što mora biti zamenjen. regenerisati pre nego što mora biti zamenjen. Osim ubrzavanja hemijske reakcije, katalizatori imaju Osim ubrzavanja hemijske reakcije, katalizatori imaju odlučujuću ulogu kada je reč o selektvnosti nekog procesa. odlučujuću ulogu kada je reč o selektvnosti nekog procesa. Potpuno različiti proizvodi se mogu dobiti iz istih polaznih Potpuno različiti proizvodi se mogu dobiti iz istih polaznih sirovina primenom različitih katalizatora. U industriji je sirovina primenom različitih katalizatora. U industriji je katalitička selektivnost često i važnija od aktivnosti. katalitička selektivnost često i važnija od aktivnosti.

Fritz HaberFritz Haber

Carl BoshCarl Bosh

Wilhelm Wilhelm OstvaldOstvald

Page 6: UVOD U  INDUSTRIJSKU  KATALIZU

Katalizatori mogu biti gasovi, tečnosti ili čvrste supstance. U najvećem Katalizatori mogu biti gasovi, tečnosti ili čvrste supstance. U najvećem broju industrijskih procesa katalizatori su tečnosti ili čvrste supstance. broju industrijskih procesa katalizatori su tečnosti ili čvrste supstance.

Značaj katalize u industriji ogleda se u činjenici da se preko 75 % Značaj katalize u industriji ogleda se u činjenici da se preko 75 % hemikalija proizvodi u katalitičkim procesima, dok u novim tehnologijama hemikalija proizvodi u katalitičkim procesima, dok u novim tehnologijama taj procenat premašuje 90 %. taj procenat premašuje 90 %.

Kataliza se uspešno primenjuje u hemijskoj industriji više od 100 godina Kataliza se uspešno primenjuje u hemijskoj industriji više od 100 godina (na primer proizvodnja sumporne kiseline, konverzija amonijaka u azotnu (na primer proizvodnja sumporne kiseline, konverzija amonijaka u azotnu kiselinu, katalitička hidrogenizacija). kiselinu, katalitička hidrogenizacija).

Dalji razvoj podrazumeva upotrebu novih visoko selektvnih Dalji razvoj podrazumeva upotrebu novih visoko selektvnih višekomponentnih oksidnih i metalnih katalizatora, zeolita i uvođenje višekomponentnih oksidnih i metalnih katalizatora, zeolita i uvođenje kompleksa prelaznih metala, kao homogenih katalizatora u hemijsku kompleksa prelaznih metala, kao homogenih katalizatora u hemijsku industriju. industriju.

S druge strane, može se reći da kataliza sama po sebi osnova zelene hemije S druge strane, može se reći da kataliza sama po sebi osnova zelene hemije jer vremenski i prostorno ubrzava procese, smanjuje utrošak energije i jer vremenski i prostorno ubrzava procese, smanjuje utrošak energije i količinu otpadnih sporednih proizvoda, dok razvoj novih katalizatora količinu otpadnih sporednih proizvoda, dok razvoj novih katalizatora omogućava zamenu opasnih sirovina, onim ekološki povoljnijim. omogućava zamenu opasnih sirovina, onim ekološki povoljnijim.

Page 7: UVOD U  INDUSTRIJSKU  KATALIZU

Proces Katalizator Autor/godina

Dobijanje sumporne kiseline nitroznim postupkom NOx Désmores, Clement, 1806

Dobijanje hlora, oksidacijom HCl CuSO4 Deacon, 1867

Dobijanje sumporne kiseline kontaktnim postupkom Pt ili V2O5 Winkler, 1875 (BASF)

Dobijanje azotne kiseline oksidacijom amonijaka Pt/Rh Ostwald, 1906

Hidrogenizacija masti Ni Normann, 1907

Sinteza amonijaka iz azota i vodonika Fe Haber, Bosch, 1908

Sinteza metanola iz vodenog gasa ZnO/Cr2O3 Mittasch, 1923

Sinteza ugljovodonika iz vodenog gasa Fe, Co, Ni Fischer, Tropsch, 1925

Oksidacija etena u etilen-oksid Ag Lefort, 1930

Krakovanje ugljovodonika Al2O3/SiO2 Houndry, 1937

Hidroformilovanje etena u propanal Co Roelen, 1938 (Ruhrchemie)

Polimerizacija etena Jedinejnja Ti Ziegler, Natta, 1954

Oksidacija etena u etanal Pd/Cu-hlorid Hafner, Smith (Wacker)

Hidrogenizacija, izomerizacija, hidroformilovanje Rh i Ru kompleksi Wilkinson, 1964

Asimetrična hidrogenizacija Rh/hiralni fosfini Knowles, 1974 (Monsanto)

Katalitički konvertori u automobilima Pt, Rh/nosač General Motros, Ford, 1974

α-Olefini iz etena Ni helati Shell, 1977

Selektivne oksidacije pomoću H2O2 Titan-zeolit Enichem, 1983

Dobijanje sirćetne kiseline iz metanola Ir/J-/Ru Cativa, BP Chemicals, 1996

Page 8: UVOD U  INDUSTRIJSKU  KATALIZU

Osnovna svojstva katalizatora u industrijskim procesimaOsnovna svojstva katalizatora u industrijskim procesima

Primenljivost katalizatora u industrijskim procesima Primenljivost katalizatora u industrijskim procesima prvenstveno zavisi od sledeće tri osobine: prvenstveno zavisi od sledeće tri osobine:

-AAktivnosti, ktivnosti,

-SelektivnostiSelektivnosti,,

-S-Stabilnosti. tabilnosti.

Teško je odgovoriti na pitanje koja je od ovih osobina Teško je odgovoriti na pitanje koja je od ovih osobina najvažnija, jer to zavisi od konkretnog katalitičkog procesa. najvažnija, jer to zavisi od konkretnog katalitičkog procesa.

Page 9: UVOD U  INDUSTRIJSKU  KATALIZU

AktivnostAktivnost – pokazuje koliko brzo se jedan ili više – pokazuje koliko brzo se jedan ili više reaktanata transformiše u željeni proizvod u reaktanata transformiše u željeni proizvod u prisustvu katalizatora. prisustvu katalizatora.

Aktivnost katalizatora (R), pri određenoj Aktivnost katalizatora (R), pri određenoj koncentraciji reaktanata i definisanim uslovima u koncentraciji reaktanata i definisanim uslovima u reaktoru se izražava sledećom formulom:reaktoru se izražava sledećom formulom:

R = Količina reaktanta konvertovana u R = Količina reaktanta konvertovana u proizvod/masa katalizatora x vreme proizvod/masa katalizatora x vreme [[mol/kgxh]mol/kgxh]

Indirektno se aktivnost katalizatora može izIndirektno se aktivnost katalizatora može izrraziti i aziti i preko brzine reakcije ili energije aktivacije. preko brzine reakcije ili energije aktivacije.

Page 10: UVOD U  INDUSTRIJSKU  KATALIZU

SelektivnostSelektivnost – predstavlja frakciju polazne sirovine (R) koja se – predstavlja frakciju polazne sirovine (R) koja se konvertuje u željeni proizvod (P). konvertuje u željeni proizvod (P).

Izražava se kao odnos količine željenog proizvoda u odnosu na Izražava se kao odnos količine željenog proizvoda u odnosu na izreagovalu količinu reaktanta. izreagovalu količinu reaktanta.

Sporedni proizvodi postaju u paralelnim ili pak serijskim Sporedni proizvodi postaju u paralelnim ili pak serijskim reakcijama u kojima se željeni proizvod dalje transformiše.reakcijama u kojima se željeni proizvod dalje transformiše.

Page 11: UVOD U  INDUSTRIJSKU  KATALIZU

S obzirom da kvantitativno poređenje startnog materijala S obzirom da kvantitativno poređenje startnog materijala i proizvoda reakcije podrazumeva i stehiometrijski odnos, i proizvoda reakcije podrazumeva i stehiometrijski odnos, koeficijenti u reakciji se takođe moraju uzeti u obzir, pa koeficijenti u reakciji se takođe moraju uzeti u obzir, pa se selektivnost (S) izražava prema sledećoj formuli:se selektivnost (S) izražava prema sledećoj formuli:

S = (nS = (npp/ν/νpp)/(n)/(nR,0R,0 – n – nRR)/ν)/νRR = (n = (npp x ν x νRR)/(n)/(nR,0R,0 – n – nRR) x ν) x νpp, gde je:, gde je:

nnR,0R,0 – početni broj molova reaktanta, R u sistemu – početni broj molova reaktanta, R u sistemu

nnRR – broj molova supstance R koji je zaostao u sistemu – broj molova supstance R koji je zaostao u sistemu

posle reakcijeposle reakcijennpp – broj molova željenog proizvoda, P koji je postao u – broj molova željenog proizvoda, P koji je postao u

reakcijireakcijiννRR – stehiometrijski koeficijent reaktanta, R u reakciji – stehiometrijski koeficijent reaktanta, R u reakciji

ννpp – stehiometrijski koeficijent željenog proizvoda, P u – stehiometrijski koeficijent željenog proizvoda, P u

reakciji.reakciji.

Page 12: UVOD U  INDUSTRIJSKU  KATALIZU

Značaj selektivnosti katalizatora u industrijkim Značaj selektivnosti katalizatora u industrijkim procesima ilustrovana je na primeru konverzije procesima ilustrovana je na primeru konverzije vodenog gasa, pri čemu se iz istih sirovina u zavisnosti vodenog gasa, pri čemu se iz istih sirovina u zavisnosti od upotrebljenog katalizatora dobijaju potpuno od upotrebljenog katalizatora dobijaju potpuno različiti proizvodi. različiti proizvodi.

Page 13: UVOD U  INDUSTRIJSKU  KATALIZU

StabilnostStabilnost – Hemijska, termička i mehanička stabilnost – Hemijska, termička i mehanička stabilnost katalizatora određuju njegov „životni vek“. Katalitička katalizatora određuju njegov „životni vek“. Katalitička stabilnost zavisi od niza faktora, a tokom industrijskog procesa stabilnost zavisi od niza faktora, a tokom industrijskog procesa aktivnost katalizatora se smanjuje usled dekompozicije, aktivnost katalizatora se smanjuje usled dekompozicije, taloženja primesa ili sporednih proizvoda na površini taloženja primesa ili sporednih proizvoda na površini katalizatora, sinterovanja čestica katalizatora i u izvesnim katalizatora, sinterovanja čestica katalizatora i u izvesnim slučajevima isparavanja. Deaktiviranje katalizatora se može slučajevima isparavanja. Deaktiviranje katalizatora se može pratiti merenjem aktivnosti ili selektivnosti tokom vremena. Pri pratiti merenjem aktivnosti ili selektivnosti tokom vremena. Pri smanjenju katalitičke aktivnosti, u najvećem broju slučajeva smanjenju katalitičke aktivnosti, u najvećem broju slučajeva katalizator se može više puta regenerisati pre nego što mora biti katalizator se može više puta regenerisati pre nego što mora biti zamenjen. Životni vek katalizatora je od krucijalnog značaja za zamenjen. Životni vek katalizatora je od krucijalnog značaja za ekonomsku isplativost nekog procesa. ekonomsku isplativost nekog procesa.

U industrijskim procesima za koje je efikasno iskorišćenje U industrijskim procesima za koje je efikasno iskorišćenje sirovina i energije najznačajniji parametar smatra se da sirovina i energije najznačajniji parametar smatra se da značajnost osnovnih svojstava katalizatora ima sledeći značajnost osnovnih svojstava katalizatora ima sledeći redosled: selektivnost > stabilnost > aktivnost. redosled: selektivnost > stabilnost > aktivnost.

Page 14: UVOD U  INDUSTRIJSKU  KATALIZU

Klasifikacija katalizatora u industrijiKlasifikacija katalizatora u industrijiKatalizatori se mogu klasifikovati prema različitim kriterijumima: Katalizatori se mogu klasifikovati prema različitim kriterijumima: strukturi, sastavu, oblasti primene ili agregatnom stanju. Ipak, najpoznatija strukturi, sastavu, oblasti primene ili agregatnom stanju. Ipak, najpoznatija podela katalize je na homogenu i heterogenu. Homogena kataliza podela katalize je na homogenu i heterogenu. Homogena kataliza podrazumeva proces u kojem su svi učesnici reaktanti, katalizator, podrazumeva proces u kojem su svi učesnici reaktanti, katalizator, intermedijeri i proizvodi u istoj, gasovitoj ili tečnoj fazi. U heterogenom intermedijeri i proizvodi u istoj, gasovitoj ili tečnoj fazi. U heterogenom katalitičkom procesu reakcija se odvija između više faza. U najvećem broju katalitičkom procesu reakcija se odvija između više faza. U najvećem broju slučajeva katalizator je čvrsta supstanca, dok su reaktanti u gasovitom ili slučajeva katalizator je čvrsta supstanca, dok su reaktanti u gasovitom ili tečnom agregatnom stanju. tečnom agregatnom stanju.

Page 15: UVOD U  INDUSTRIJSKU  KATALIZU

Poređenje homogene i heterogene katalizePoređenje homogene i heterogene katalizeIako je srazmera zastupljenosti heterogene prema homogenoj industrijskoj Iako je srazmera zastupljenosti heterogene prema homogenoj industrijskoj katalizi približno 5:1, u novije vreme, udeo homogeno katalizovanih procesa katalizi približno 5:1, u novije vreme, udeo homogeno katalizovanih procesa u industriji raste.u industriji raste.

OsobinaKatalizator u homogenoj katalizi

Katalizator u heterogenoj katalizi

Relativna aktivnost u odnosu na sadržaj katalizatorske supstance

VisokaPromenljiva (od niske do visoke)

Selektivnost katalizatora Visoka Promenljiva

Životni vek katalizatora Promenljiv Dug

Reakcioni uslovi Blagi Oštri

Osetljivost na katalitičke otrove Mala VelikaMogućnost regeneracije katalizatora

Promenljiva i skupa Velika

Ograničenje brzine reakcije difuzijom

Nema Može biti značajno

Mogućnost modifikacije sternih i elektronskih efekata

Postoji Ne postoji

Proučenost katalitičkog mehanizma

Dobra Slaba

Page 16: UVOD U  INDUSTRIJSKU  KATALIZU

Pored navedenih razlika u homogeno i heterogeno katalisanim Pored navedenih razlika u homogeno i heterogeno katalisanim reakcijama u pojedinim slučajevima sreću se i sličnosti u smislu reakcijama u pojedinim slučajevima sreću se i sličnosti u smislu intermedijera i proizvoda u procesima katalisanim homogenim i intermedijera i proizvoda u procesima katalisanim homogenim i heterogenim katalizatorom.heterogenim katalizatorom.

Page 17: UVOD U  INDUSTRIJSKU  KATALIZU

Enzimi se kao katalizatori, sve više primenjuju u Enzimi se kao katalizatori, sve više primenjuju u industrijskim procesima. Oni se karakerišu najvećom industrijskim procesima. Oni se karakerišu najvećom aktivnošću i selektivnošću (npr. enzim katalaza razlaže aktivnošću i selektivnošću (npr. enzim katalaza razlaže vodonik-peroksid 10vodonik-peroksid 1099 puta brže nego neorganski puta brže nego neorganski katalizatori). katalizatori).

Imajući u vidu da su enzimi prvenstveno proteinski Imajući u vidu da su enzimi prvenstveno proteinski molekuli, dimenzija koje odgovarajuu koloidima, molekuli, dimenzija koje odgovarajuu koloidima, enzimska kataliza se može svrstati između homogene i enzimska kataliza se može svrstati između homogene i heterogene katalize. Često enzimski molekuli sadrže heterogene katalize. Često enzimski molekuli sadrže aktivne metalne centre po čemu podsećaju na organo-aktivne metalne centre po čemu podsećaju na organo-metalne komplekse u homogenoj katalizi. Razlika je u metalne komplekse u homogenoj katalizi. Razlika je u tome, što su u slučaju enzima ligandi proteinski tome, što su u slučaju enzima ligandi proteinski makromolekuli, pa se oni karakterišu znatno većim makromolekuli, pa se oni karakterišu znatno većim molekulskim masama.molekulskim masama.

Page 18: UVOD U  INDUSTRIJSKU  KATALIZU

Osim visoke aktivnosti i selektivnosti, koja pored hemijske Osim visoke aktivnosti i selektivnosti, koja pored hemijske podrazumeva regio- i enantioselektivnost, glavna prednost enzima je u podrazumeva regio- i enantioselektivnost, glavna prednost enzima je u tome što oni deluju pod blagim uslovima na niskim temperaturama, u tome što oni deluju pod blagim uslovima na niskim temperaturama, u vodenim rastvorima i na pH oko 7. Budući da deluju u blagim uslovima, vodenim rastvorima i na pH oko 7. Budući da deluju u blagim uslovima, utrošci energije su veoma mali, a zbog visoke aktivnosti i selektivnosti utrošci energije su veoma mali, a zbog visoke aktivnosti i selektivnosti enzimski procesi su brzi, sa visokim prinosom, bez stvaranja sporednih enzimski procesi su brzi, sa visokim prinosom, bez stvaranja sporednih proizvoda, pa se može reći da biokataliza ispunjava sve principe zelene proizvoda, pa se može reći da biokataliza ispunjava sve principe zelene hemije. hemije.

Glavni razlozi koji ograničavaju širu primenu biokatalize u industriji, a Glavni razlozi koji ograničavaju širu primenu biokatalize u industriji, a odnose se na većinu enzima, su njihova mala stabilnost u uslovima odnose se na većinu enzima, su njihova mala stabilnost u uslovima različitim od fizioloških, delovanje samo pri niskim koncentracijama različitim od fizioloških, delovanje samo pri niskim koncentracijama supstrata, teškoće pri regenaraciji i visoka cena. supstrata, teškoće pri regenaraciji i visoka cena.

U enzimski katalisanim rekacijama mogu se koristiti cele ćelije, U enzimski katalisanim rekacijama mogu se koristiti cele ćelije, ekstrakti ćelija ili izolovani enzimi. U cilju smanjenja troškova i lakše ekstrakti ćelija ili izolovani enzimi. U cilju smanjenja troškova i lakše regeneracije, cele ćelije ili enzimi se, kao i klasični hemijski katalizatori, regeneracije, cele ćelije ili enzimi se, kao i klasični hemijski katalizatori, sve češće primenjuju u imobilisanom obliku, tj. vezuju se za pogodan sve češće primenjuju u imobilisanom obliku, tj. vezuju se za pogodan čvrst nosač. čvrst nosač.

Page 19: UVOD U  INDUSTRIJSKU  KATALIZU

Promoteri su supstance koje nisu katalitički aktivne, ali Promoteri su supstance koje nisu katalitički aktivne, ali doprinose porastu katalitičke aktivnosti, selektivnosti ili doprinose porastu katalitičke aktivnosti, selektivnosti ili stabilnosti. Katalizatoru se može dodati jedan ili više promotera stabilnosti. Katalizatoru se može dodati jedan ili više promotera koji pozitivno utiču na navedena svojstva katalizatora. Obično koji pozitivno utiču na navedena svojstva katalizatora. Obično se dodaju u maloj količini i tipični su za heterogeno katalisane se dodaju u maloj količini i tipični su za heterogeno katalisane procese. procese.

Inhibitori su supstance koje smanjuju brzinu katalitičke Inhibitori su supstance koje smanjuju brzinu katalitičke reakcije, najčešće usled vezivanja za aktivne centre reakcije, najčešće usled vezivanja za aktivne centre katalizatora. Ukoliko se reakcioni proizvodi sporo izdvajaju sa katalizatora. Ukoliko se reakcioni proizvodi sporo izdvajaju sa površine katalizatora i na taj način blokiraju aktivna mesta, površine katalizatora i na taj način blokiraju aktivna mesta, može se reći da i oni deluju kao inhibitori. može se reći da i oni deluju kao inhibitori.

Page 20: UVOD U  INDUSTRIJSKU  KATALIZU

Pojam katalitički otrov se prvenstveno odnosi na „stranu Pojam katalitički otrov se prvenstveno odnosi na „stranu supstancu“, najčešće primesu u sirovinama ili proizvod sporedne supstancu“, najčešće primesu u sirovinama ili proizvod sporedne reakcije, koja se snažno vezuje za površinu katalizatora, reakcije, koja se snažno vezuje za površinu katalizatora, blokirajući aktivne centre. Trovanje katalizatora može biti blokirajući aktivne centre. Trovanje katalizatora može biti reverzibilno ili ireverzibilno u zavisnosti od tipa katalitičkog reverzibilno ili ireverzibilno u zavisnosti od tipa katalitičkog otrova i reakcionih uslova. Na primer, trovanje katalizatora na otrova i reakcionih uslova. Na primer, trovanje katalizatora na bazi nikla sumporom je ireverzibilno ukoliko se odvija na niskim bazi nikla sumporom je ireverzibilno ukoliko se odvija na niskim temperaturama, dok se u slučaju trovanja katalizatora temperaturama, dok se u slučaju trovanja katalizatora sumporom na visokim temperaturama, sumpor može ukloniti i sumporom na visokim temperaturama, sumpor može ukloniti i katalizator regenerisati dejstvom vodonika (hidrogenizacija) i katalizator regenerisati dejstvom vodonika (hidrogenizacija) i vodene pare. Trovanje katalizatora se sprečeva udaljavanjem vodene pare. Trovanje katalizatora se sprečeva udaljavanjem otrova iz sirovina pre uvođenja u proces ili dodatkom promotera otrova iz sirovina pre uvođenja u proces ili dodatkom promotera koji neutrališe katalitički otrov. Na primer, trovanje katalizatora koji neutrališe katalitički otrov. Na primer, trovanje katalizatora na bazi nikla sumporom i njegovim jedinjenjima može se sprečiti na bazi nikla sumporom i njegovim jedinjenjima može se sprečiti dodatkom promotera bakar-hromita, imajući u vidu visok dodatkom promotera bakar-hromita, imajući u vidu visok afinitet bakra prema sumporu. afinitet bakra prema sumporu.

Page 21: UVOD U  INDUSTRIJSKU  KATALIZU

U pojedinim slučajevima katalizatoru se namerno dodaje mala količina U pojedinim slučajevima katalizatoru se namerno dodaje mala količina inhibitiora ili katalitičkog otrova kako bi se aktivnost katalizatora smanjila i inhibitiora ili katalitičkog otrova kako bi se aktivnost katalizatora smanjila i rekacija završila u željenoj fazi. Primer je Lindlarov katalizator koji rekacija završila u željenoj fazi. Primer je Lindlarov katalizator koji predstavlja Pt ili Pd nanešene na CaCOpredstavlja Pt ili Pd nanešene na CaCO33, kome se dodaje mala količina , kome se dodaje mala količina

katalitičkog otrova, olova. Na ovaj način smanjuje se aktivnost katalizatora i katalitičkog otrova, olova. Na ovaj način smanjuje se aktivnost katalizatora i omogućava da reakcija hidrogenizacije alkina bude zaustavljena u fazi omogućava da reakcija hidrogenizacije alkina bude zaustavljena u fazi alkena, a da se on dalje ne transformiše u alkan. Različite modifikacije alkena, a da se on dalje ne transformiše u alkan. Različite modifikacije katalizatora, koje smanjuju njegovu aktivnost omogućavaju selektivnu katalizatora, koje smanjuju njegovu aktivnost omogućavaju selektivnu redukciju samo određene funcionalne grupe, pri čemu ostale funkcije ostaju redukciju samo određene funcionalne grupe, pri čemu ostale funkcije ostaju nepromenjene. To se posebno primenjuje u farmaceutskoj industriji, gde su nepromenjene. To se posebno primenjuje u farmaceutskoj industriji, gde su supstrati složeni molekuli sa većim brojem funkcionalnih grupasupstrati složeni molekuli sa većim brojem funkcionalnih grupa..

NovartisNovartis

Page 22: UVOD U  INDUSTRIJSKU  KATALIZU