Hielscher Ultrasonics
Ще се радваме да обсъдим вашия процес.
Обадете ни се: +49 3328 437-420
Изпратете ни поща: info@hielscher.com

Ултразвуково усилени реактори с фиксиран слой

  • Ултразвуковото смесване и дисперсия активира и засилва каталитичната реакция в реактори с неподвижен слой.
  • Ултразвукът подобрява преноса на маса и по този начин увеличава ефективността, скоростта на преобразуване и добива.
  • Допълнително предимство е отстраняването на пасивиращите замърсяващи слоеве от частиците на катализатора чрез ултразвукова кавитация.

Катализатори с фиксиран слой

Фиксираните легла (понякога наричани още натъпкани легла) обикновено се зареждат с катализаторни пелети, които обикновено са гранули с диаметър от 1-5 мм. Те могат да бъдат заредени в реактора под формата на единично легло, като отделни обвивки или в тръби. Катализаторите се основават предимно на метали като никел, мед, осмий, платина и родий.
Ефектите на силовия ултразвук върху хетерогенни химични реакции са добре известни и широко използвани за промишлени каталитични процеси. Каталитичните реакции в реактор с фиксиран слой също могат да се възползват от ултразвукова обработка. Ултразвуковото облъчване на катализатора с неподвижен слой генерира силно реактивни повърхности, увеличава масовия транспорт между течната фаза (реагенти) и катализатора и премахва пасивиращите покрития (напр. оксидни слоеве) от повърхността. Ултразвуковата фрагментация на крехките материали увеличава повърхностите и по този начин допринася за повишена активност.

Ултразвуково обработени частициПредимства

  • Подобрена ефективност
  • Повишена реактивност
  • Повишен процент на реализация
  • По-висок добив
  • Рециклиране на катализатор
Ултразвукова дисперсия на силициев диоксид

Искане за информация




Обърнете внимание на нашите Политика за поверителност.




Ултразвукова интензификация на каталитичните реакции

Ултразвуковото смесване и разбъркване подобрява контакта между реагентите и частиците катализатор, създава силно реактивни повърхности и инициира и/или засилва химическата реакция.
Ултразвуковият катализатор може да причини промени в поведението на кристализация, дисперсията / деагломерацията и свойствата на повърхността. Освен това, характеристиките на предварително оформените катализатори могат да бъдат повлияни чрез премахване на пасивиращи повърхностни слоеве, по-добра дисперсия, увеличаване на преноса на маса.
Кликнете тук, за да научите повече за ултразвуковите ефекти върху химичните реакции (сонохимия)!

Примери

  • Ултразвукова предварителна обработка на Ni катализатор за реакции на хидрогениране
  • Сонираният катализатор Raney Ni с винена киселина води до много висока енантиоселективност
  • Ултразвуково подготвени катализатори на Фишер-Тропш
  • Сонохимично обработени аморфни прахообразни катализатори за повишена реактивност
  • Соно-синтез на аморфни метални прахове

Ултразвуково възстановяване на катализатор

Твърдите катализатори в реакторите с фиксиран слой са предимно под формата на шерични перли или цилиндрични тръби. По време на химическата реакция повърхността на катализатора се пасивира от замърсяващ слой, което води до загуба на каталитична активност и/или селективност с течение на времето. Времевите скали за разпадане на катализатора варират значително. Докато например смъртността от катализатора на катализатор на крекинг може да настъпи в рамките на секунди, железният катализатор, използван при синтеза на амоняк, може да продължи 5-10 години. Въпреки това, деактивирането на катализатора може да се наблюдава за всички катализатори. Въпреки че могат да се наблюдават различни механизми (напр. химични, механични, термични) на дезактивиране на катализатора, замърсяването е един от най-честите видове разпадане на катализатора. Замърсяването се отнася до физическото отлагане на видове от течната фаза върху повърхността и в порите на катализатора, като по този начин блокират реактивните места. Замърсяването на катализатора с кокс и въглерод е бързо протичащ процес и може да бъде обърнато чрез регенерация (напр. ултразвукова обработка).
Ултразвуковата кавитация е успешен метод за отстраняване на пасивиращите замърсяващи слоеве от повърхността на катализатора. Ултразвуковото възстановяване на катализатора обикновено се извършва чрез ултразвуково озвучаване на частиците в течност (напр. дейонизирана вода), за да се отстранят замърсяващите остатъци (напр. платина/силициеви влакна pt/SF, никелови катализатори).

ултразвукови системи

Мощният ултразвук се прилага за катализатори и каталитични реакции. (Щракнете за уголемяване!)Hielscher Ultrasonics предлага различни ултразвукови процесори и вариации за интегриране на силов ултразвук в реактори с фиксиран слой. Предлагат се различни ултразвукови системи за инсталиране в реактори с фиксиран слой. За по-сложни видове реактори предлагаме персонализиран ултразвук Решения.
За да тествате химическата си реакция под ултразвуково лъчение, заповядайте да посетите нашата лаборатория за ултразвукови процеси и технически център в Телтов!
Свържете се с нас днес! Радваме се да обсъдим с Вас ултразвуковата интензификация на Вашия химичен процес!
Таблицата по-долу ви дава представа за приблизителния капацитет на обработка на нашите ултразвукови апарати:

Обем на партидата Дебит Препоръчителни устройства
10 до 2000 мл 20 до 400 мл/мин UP200Ht, UP400St
0.1 до 20L 0.2 до 4 л/мин UIP2000hdT
10 до 100L 2 до 10 л/мин UIP4000
Н.А. 10 до 100 л/мин UIP16000
Н.А. Голям Клъстер от UIP16000
Вградена обработка с ултразвукови процесори с мощност 7 kW (Щракнете за уголемяване!)

Ултразвукова система за поток

Ултразвуково засилени реакции

  • Хидрогениране
  • Алцилиране
  • Цианация
  • етерификация
  • Естерификация
  • полимеризация
  • (напр. катализатори на Ziegler-Natta, металоцени)

  • Алилиране
  • Бромиране

Свържете се с нас! / Попитайте ни!

Моля, използвайте формата по-долу, ако желаете да поискате допълнителна информация относно ултразвуковата хомогенизация. Ще се радваме да ви предложим ултразвукова система, отговаряща на вашите изисквания.









Моля, обърнете внимание на нашите Политика за поверителност.




Литература/Препратки



Факти, които си струва да знаете

Ултразвукова кавитация и сонохимия

Свързването на ултразвука на мощността в течности и суспензии води до Акустична кавитация. Акустичната кавитация се отнася до явлението на бързото образуване, растеж и имплозивен колапс на кухини, пълни с пара. Това генерира много краткотрайни "горещи точки" с екстремни температурни пикове до 5000K, много високи скорости на нагряване/охлаждане над 109Кс-1и налягания от 1000 атм със съответните диференциали – всичко това в рамките на наносекундния живот.
Изследователската област на Сонохимия изследва ефекта на ултразвука при образуването на акустична кавитация в течности, която инициира и/или засилва химическата активност в разтвора.

Хетерогенни каталитични реакции

В химията хетерогенната катализа се отнася до вида каталитична реакция, при която фазите на катализатора и реагентите се различават една от друга. В контекста на хетерогенната химия фазата не се използва само за разграничаване между твърдо, течно и газообразно, но се отнася и до несмесващи се течности, например нефт и вода.
По време на хетерогенна реакция един или повече реагенти претърпяват химическа промяна на границата на границата, например на повърхността на твърд катализатор.
Скоростта на реакцията зависи от концентрацията на реагентите, размера на частиците, температурата, катализатора и други фактори.
Концентрация на реагента: Като цяло увеличаването на концентрацията на реагента увеличава скоростта на реакцията поради по-голямата граница на връзката и по този начин по-голям трансфер на фаза между реагентните частици.
Размер на частиците: Когато един от реагентите е твърда частица, тогава той не може да бъде показан в уравнението на скоростта, тъй като уравнението на скоростта показва само концентрации, а твърдите вещества не могат да имат концентрация, тъй като са в различна фаза. Размерът на частиците на твърдото вещество обаче влияе върху скоростта на реакцията поради наличната повърхност за фазов трансфер.
Температура на реакцията: Температурата е свързана с константата на скоростта чрез уравнението на Арениус: k = Ae-Ea/RT
Където Ea е енергията на активиране, R е универсалната газова константа, а T е абсолютната температура в Келвин. A е коефициентът на честотата на Арениус. e-Ea/RT дава броя на частиците под кривата, които имат енергия, по-голяма от енергията на активиране, Ea.
Катализатор: В повечето случаи реакциите протичат по-бързо с катализатор, тъй като изискват по-малко енергия за активиране. Хетерогенните катализатори осигуряват повърхност на матрицата, на която протича реакцията, докато хомогенните катализатори образуват междинни продукти, които освобождават катализатора по време на следваща стъпка от механизма.
Други фактори: Други фактори като светлината могат да повлияят на определени реакции (фотохимия).

Нуклеофилно заместване

Нуклеофилното заместване е основен клас реакции в органичната (и неорганичната) химия, при които нуклеофилът селективно се свързва под формата на база на Люис (като донор на електронни двойки) с органичен комплекс с или атакува положителния или частично положителен (+ve) заряд на атом или група атоми, за да замени напускаща група. Положителният или частично положителен атом, който е акцепторът на електронната двойка, се нарича електрофил. Цялата молекулярна единица на електрофила и напускащата група обикновено се нарича субстрат.
Нуклеофилното заместване може да се наблюдава като два различни пътя – SN1 и SN2 реакция. Каква форма на механизъм на реакцията – sN1 или SN2 – се осъществява, в зависимост от структурата на химичните съединения, вида на нуклеофила и разтворителя.

Видове деактивиране на катализатора

  • Отравяне с катализатор е терминът за силна хемосорбция на видове на каталитични места, които блокират местата за каталитична реакция. Отравянето може да бъде обратимо или необратимо.
  • Замърсяването се отнася до механично разграждане на катализатора, при което видове от течна фаза се отлагат върху каталитичната повърхност и в порите на катализатора.
  • Термичното разграждане и синтероване водят до загуба на каталитична повърхност, опорна площ и активни фазови поддържащи реакции.
  • Образуването на пара означава форма на химическо разграждане, при която газовата фаза реагира с катализаторната фаза, за да произведе летливи съединения.
  • Реакциите пара-твърдо вещество и твърдо-твърдо вещество водят до химическа дезактивация на катализатора. Парата, опората или промоторът реагират с катализатора, така че се получава неактивна фаза.
  • Износването или смачкването на частиците катализатор води до загуба на каталитичен материал поради механична абразия. Вътрешната повърхност на катализатора се губи поради механично индуцирано смачкване на частицата катализатор.

Ще се радваме да обсъдим вашия процес.

Let's get in contact.