अल्ट्रासोनिक रूप से तीव्र फिक्स्ड बेड रिएक्टर
- अल्ट्रासोनिक मिश्रण और फैलाव सक्रिय करता है और निश्चित बिस्तर रिएक्टरों में उत्प्रेरक प्रतिक्रिया को तेज करता है।
- सोनिकेशन बड़े पैमाने पर हस्तांतरण में सुधार करता है और जिससे दक्षता, रूपांतरण दर और उपज बढ़ जाती है।
- एक अतिरिक्त लाभ अल्ट्रासोनिक गुहिकायन द्वारा उत्प्रेरक कणों से फाउलिंग परतों को हटाने का है।
फिक्स्ड बेड कैटेलिस्ट्स
फिक्स्ड बेड (कभी-कभी पैक्ड बेड भी कहा जाता है) आमतौर पर उत्प्रेरक छर्रों से भरे होते हैं, जो आमतौर पर 1-5 मिमी से व्यास के साथ दाने होते हैं। उन्हें रिएक्टर में सिंगल बेड के रूप में, अलग-अलग गोले के रूप में या ट्यूबों में लोड किया जा सकता है। उत्प्रेरक ज्यादातर निकल, तांबा, ऑस्मियम, प्लैटिनम और रोडियम जैसी धातुओं पर आधारित होते हैं।
विषम रासायनिक प्रतिक्रियाओं पर पावर अल्ट्रासाउंड के प्रभाव अच्छी तरह से ज्ञात हैं और व्यापक रूप से औद्योगिक उत्प्रेरक प्रक्रियाओं के लिए उपयोग किए जाते हैं। एक निश्चित बिस्तर रिएक्टर में उत्प्रेरक प्रतिक्रियाएं अल्ट्रासोनिक उपचार से भी लाभ उठा सकती हैं। निश्चित बिस्तर उत्प्रेरक का अल्ट्रासोनिक विकिरण अत्यधिक प्रतिक्रियाशील सतहों को उत्पन्न करता है, तरल चरण (अभिकारकों) और उत्प्रेरक के बीच बड़े पैमाने पर परिवहन को बढ़ाता है, और सतह से निष्क्रिय कोटिंग्स (जैसे ऑक्साइड परतों) को हटा देता है। भंगुर सामग्री का अल्ट्रासोनिक विखंडन सतह क्षेत्रों को बढ़ाता है और इस तरह एक बढ़ी हुई गतिविधि में योगदान देता है।
उत्प्रेरक प्रतिक्रियाओं की अल्ट्रासोनिक गहनता
अल्ट्रासोनिक मिश्रण और आंदोलन अभिकारक और उत्प्रेरक कणों के बीच संपर्क में सुधार करता है, अत्यधिक प्रतिक्रियाशील सतहों बनाता है और रासायनिक प्रतिक्रिया को शुरू करता है और / या बढ़ाता है।
अल्ट्रासोनिक उत्प्रेरक तैयारी क्रिस्टलीकरण व्यवहार, फैलाव / इसके अलावा, पूर्व-गठित उत्प्रेरक की विशेषताओं को निष्क्रिय सतह परतों को हटाने, बेहतर फैलाव, बड़े पैमाने पर हस्तांतरण में वृद्धि से प्रभावित किया जा सकता है।
रासायनिक प्रतिक्रियाओं (सोनोकेमिस्ट्री) पर अल्ट्रासोनिक प्रभाव के बारे में अधिक जानने के लिए यहां क्लिक करें!
उदाहरण
- हाइड्रोजनीकरण प्रतिक्रियाओं के लिए नी उत्प्रेरक का अल्ट्रासोनिक पूर्व-उपचार
- टार्टरिक एसिड के साथ सोनिकेटेड रैनी नी उत्प्रेरक के परिणामस्वरूप बहुत अधिक एनेंटिओसेलेक्टिविटी होती है
- अल्ट्रासोनिक तैयार फिशर-ट्रॉप्स उत्प्रेरक
- बढ़ी हुई प्रतिक्रियाशीलता के लिए सोनोकेमिकल रूप से उपचारित अनाकार पाउडर उत्प्रेरक
- अनाकार धातु पाउडर का सोनो-संश्लेषण
अल्ट्रासोनिक उत्प्रेरक रिकवरी
स्थिर बिस्तर रिएक्टरों में ठोस उत्प्रेरक ज्यादातर गोलाकार मोतियों या बेलनाकार ट्यूबों के रूप में होते हैं। रासायनिक प्रतिक्रिया के दौरान, उत्प्रेरक सतह को एक दूषण परत द्वारा निष्क्रिय किया जाता है जिससे समय के साथ उत्प्रेरक गतिविधि और/या चयनात्मकता का नुकसान होता है। उत्प्रेरक क्षय के लिए समय के पैमाने काफी भिन्न होते हैं। जबकि उदाहरण के लिए एक क्रैकिंग उत्प्रेरक की उत्प्रेरक मृत्यु सेकंड के भीतर हो सकती है, अमोनिया संश्लेषण में उपयोग किया जाने वाला एक लौह उत्प्रेरक 5-10 वर्षों तक रह सकता है। हालांकि, सभी उत्प्रेरकों के लिए उत्प्रेरक निष्क्रियता देखी जा सकती है। जबकि उत्प्रेरक निष्क्रियता के विभिन्न तंत्र (जैसे रासायनिक, यांत्रिक, थर्मल) देखे जा सकते हैं, दूषण उत्प्रेरक क्षय के सबसे लगातार प्रकारों में से एक है। फाउलिंग से तात्पर्य द्रव चरण से सतह पर और उत्प्रेरक के छिद्रों में प्रजातियों के भौतिक जमाव से है, जिससे प्रतिक्रियाशील साइटें अवरुद्ध हो जाती हैं। कोक और कार्बन के साथ उत्प्रेरक दूषण एक तेजी से होने वाली प्रक्रिया है और इसे पुनर्जनन (जैसे अल्ट्रासोनिक उपचार) द्वारा उलट किया जा सकता है।
अल्ट्रासोनिक कैविटेशन उत्प्रेरक की सतह से निष्क्रिय दूषण परतों को हटाने का एक सफल तरीका है। अल्ट्रासोनिक उत्प्रेरक वसूली आमतौर पर दूषण अवशेषों (जैसे प्लैटिनम / सिलिका फाइबर पीटी / एसएफ, निकल उत्प्रेरक) को हटाने के लिए एक तरल (जैसे विआयनीकृत पानी) में कणों को सोनिकेट करके किया जाता है।
अल्ट्रासोनिक सिस्टम
Hielscher Ultrasonics निश्चित बिस्तर रिएक्टरों में बिजली अल्ट्रासाउंड के एकीकरण के लिए विभिन्न अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर और विविधताएं प्रदान करता है। फिक्स्ड बेड रिएक्टरों में स्थापित होने के लिए विभिन्न अल्ट्रासोनिक सिस्टम उपलब्ध हैं। अधिक जटिल रिएक्टर प्रकारों के लिए, हम प्रदान करते हैं अनुकूलित अल्ट्रासोनिक समाधान।
अल्ट्रासोनिक विकिरण के तहत अपनी रासायनिक प्रतिक्रिया का परीक्षण करने के लिए, आप Teltow में हमारे अल्ट्रासोनिक प्रक्रिया प्रयोगशाला और तकनीकी केंद्र का दौरा करने के लिए स्वागत कर रहे हैं!
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नीचे दी गई तालिका आपको हमारे अल्ट्रासोनिकेटर की अनुमानित प्रसंस्करण क्षमता का संकेत देती है:
बैच वॉल्यूम | प्रवाह दर | अनुशंसित उपकरण |
---|---|---|
10 से 2000mL | 20 से 400mL/मिनट | यूपी200एचटी, UP400St |
0.1 से 20L | 0.2 से 4L/मिनट | यूआईपी2000एचडीटी |
10 से 100L | 2 से 10 लीटर/मिनट | UIP4000 |
एन.ए. | 10 से 100 लीटर/मिनट | UIP16000 |
एन.ए. | बड़ा | का क्लस्टर UIP16000 |
- हाइड्रोजनीकरण
- अल्सीलेशन
- सायनेशन
- ईथरीकरण
- एस्टरीफिकेशन
- बहुलकीकरण
- एलिलेशन
- ब्रोमिनेशन
(जैसे ज़िग्लर-नट्टा उत्प्रेरक, मेटालोकेन्स)
साहित्य/संदर्भ
- अर्गिल, एमडी; बार्थोलोम्यू, सीएच (2015): विषम उत्प्रेरक निष्क्रियता और पुनर्जनन: एक समीक्षा। उत्प्रेरक 2015, 5, 145-269।
- ओज़ा, आर।; पटेल, एस. (2012): एसिड लीचिंग, केलेशन और अल्ट्रासोनिकेशन का उपयोग करके खर्च किए गए Ni/Al2O3 उत्प्रेरक से निकल की वसूली। हाल के विज्ञान के अनुसंधान जर्नल, वॉल्यूम। 2012. 434-443.
- सना, एस।; राजन्ना, K.Ch।; रेड्डी, के.आर.; भूषण, एम।; वेंकटेश्वरलु, एम।; कुमार, एम.एस.; उप्पलैया, के. (2012): कुछ समूह V और VI धातु लवणों की उपस्थिति में सुगंधित यौगिकों के अल्ट्रासोनिक रूप से सहायता प्राप्त regioselective नाइट्रेशन। ग्रीन एंड सस्टेनेबल केमिस्ट्री, 2012, 2, 97-111।
- सुस्लिक, के। स्क्राबालक, एसई (2008): “सोनोकैटलिसिस” में: विषम उत्प्रेरण की पुस्तिका, वॉल्यूम। एर्टल, जी।; नोज़िंगर, एच।; शुथ, एफ।; वेइटकैम्प, जे, (एड्स। विली-वीसीएच: वेनहेम, 2008। 2006-2017.
जानने के योग्य तथ्य
अल्ट्रासोनिक Cavitation और Sonochemistry
युग्मन शक्ति अल्ट्रासाउंड तरल पदार्थ में एक घोल के परिणामस्वरूप होता है ध्वनिक गुहिकायन. ध्वनिक गुहिकायन वाष्प से भरे voids के तेजी से गठन, विकास और निहित पतन की घटना को संदर्भित करता है। यह 5000K तक के चरम तापमान चोटियों के साथ बहुत अल्पकालिक "हॉट स्पॉट" उत्पन्न करता है, 10 से ऊपर की बहुत अधिक हीटिंग /9एस-1, और संबंधित अंतर के साथ 1000ATM का दबाव – सभी नैनोसेकंड जीवनकाल के भीतर।
का अनुसंधान क्षेत्र सोनोकेमिस्ट्री तरल पदार्थों में ध्वनिक गुहिकायन बनाने में अल्ट्रासाउंड के प्रभाव की जांच करता है, जो एक समाधान में रासायनिक गतिविधि को शुरू करता है और /
विषम उत्प्रेरक प्रतिक्रियाएं
रसायन विज्ञान में, विषम उत्प्रेरण उत्प्रेरक प्रतिक्रिया के प्रकार को संदर्भित करता है जहां उत्प्रेरक और अभिकारकों के चरण एक दूसरे से भिन्न होते हैं। विषमांगी रसायन विज्ञान के संदर्भ में, कला का उपयोग न केवल ठोस, तरल और गैस के बीच अंतर करने के लिए किया जाता है, बल्कि यह अमिश्रणीय तरल पदार्थों, जैसे तेल और पानी को भी संदर्भित करता है।
एक विषम प्रतिक्रिया के दौरान, एक या एक से अधिक अभिकारक एक इंटरफ़ेस पर एक रासायनिक परिवर्तन से गुजरते हैं, उदाहरण के लिए एक ठोस उत्प्रेरक की सतह पर।
प्रतिक्रिया दर अभिकारकों की एकाग्रता, कण आकार, तापमान, उत्प्रेरक और आगे के कारकों पर निर्भर करती है।
अभिकारक एकाग्रता: सामान्य तौर पर, एक अभिकारक की एकाग्रता में वृद्धि बड़े इंटरफ़ेस के कारण प्रतिक्रिया की दर को बढ़ाती है और इस तरह अभिकारक कणों के बीच अधिक चरण हस्तांतरण करती है।
कण आकार: जब अभिकारकों में से एक ठोस कण होता है, तो इसे दर समीकरण में प्रदर्शित नहीं किया जा सकता है, क्योंकि दर समीकरण केवल सांद्रता दिखाता है और ठोस में एक अलग चरण में होने के बाद से एकाग्रता नहीं हो सकती है। हालांकि, ठोस का कण आकार चरण हस्तांतरण के लिए उपलब्ध सतह क्षेत्र के कारण प्रतिक्रिया दर को प्रभावित करता है।
प्रतिक्रिया तापमान: तापमान अरहेनियस समीकरण के माध्यम से स्थिर दर से संबंधित है: k = Ae-ईए/आरटी
जहां Ea सक्रियण ऊर्जा है, R सार्वभौमिक गैस स्थिरांक है और T केल्विन में पूर्ण तापमान है। ए अरहेनियस (आवृत्ति) कारक है। ई-ईए/आरटी वक्र के नीचे उन कणों की संख्या देता है जिनकी ऊर्जा सक्रियण ऊर्जा, Ea, से अधिक होती है।
उत्प्रेरक पदार्थ: ज्यादातर मामलों में, उत्प्रेरक के साथ प्रतिक्रियाएं तेजी से होती हैं क्योंकि उन्हें कम सक्रियण ऊर्जा की आवश्यकता होती है। विषम उत्प्रेरक एक टेम्पलेट सतह प्रदान करते हैं जिस पर प्रतिक्रिया होती है, जबकि सजातीय उत्प्रेरक मध्यवर्ती उत्पाद बनाते हैं जो तंत्र के बाद के चरण के दौरान उत्प्रेरक को छोड़ते हैं।
अन्य कारक: प्रकाश जैसे अन्य कारक कुछ प्रतिक्रियाओं (फोटोकैमिस्ट्री) को प्रभावित कर सकते हैं।
न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन
न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन कार्बनिक (और अकार्बनिक) रसायन विज्ञान में प्रतिक्रियाओं का एक मौलिक वर्ग है, जिसमें एक न्यूक्लियोफाइल चुनिंदा रूप से एक कार्बनिक परिसर के साथ लुईस बेस (इलेक्ट्रॉन जोड़ी दाता के रूप में) के रूप में बंधता है या एक छोड़ने वाले समूह को बदलने के लिए एक परमाणु या परमाणुओं के समूह के सकारात्मक या आंशिक रूप से सकारात्मक (+ve) चार्ज पर हमला करता है। सकारात्मक या आंशिक रूप से सकारात्मक परमाणु, जो इलेक्ट्रॉन जोड़ी स्वीकर्ता है, को इलेक्ट्रोफाइल कहा जाता है। इलेक्ट्रोफाइल और छोड़ने वाले समूह की पूरी आणविक इकाई को आमतौर पर सब्सट्रेट कहा जाता है।
न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन को दो अलग-अलग मार्गों के रूप में देखा जा सकता है – एसN1 और एसN2 प्रतिक्रिया। प्रतिक्रिया तंत्र का कौन सा रूप – दक्षिणीN1 या एसN2 – जगह लेता है, रासायनिक यौगिकों की संरचना, न्यूक्लियोफाइल के प्रकार और विलायक पर निर्भर करता है।
उत्प्रेरक निष्क्रियता के प्रकार
- उत्प्रेरक विषाक्तता उत्प्रेरक साइटों पर प्रजातियों के मजबूत रसायनशोषण के लिए शब्द है जो उत्प्रेरक प्रतिक्रिया के लिए साइटों को अवरुद्ध करते हैं। विषाक्तता प्रतिवर्ती या अपरिवर्तनीय हो सकती है।
- फाउलिंग उत्प्रेरक के एक यांत्रिक क्षरण को संदर्भित करता है, जहां द्रव चरण से प्रजातियां उत्प्रेरक सतह पर और उत्प्रेरक छिद्रों में जमा होती हैं।
- थर्मल गिरावट और सिंटरिंग के परिणामस्वरूप उत्प्रेरक सतह क्षेत्र, समर्थन क्षेत्र और सक्रिय चरण-समर्थन प्रतिक्रियाओं का नुकसान होता है।
- वाष्प गठन का अर्थ है एक रासायनिक क्षरण रूप, जहां गैस चरण वाष्पशील यौगिकों का उत्पादन करने के लिए उत्प्रेरक चरण के साथ प्रतिक्रिया करता है।
- वाष्प-ठोस और ठोस-ठोस प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप उत्प्रेरक का रासायनिक निष्क्रियता होता है। वाष्प, समर्थन, या प्रमोटर उत्प्रेरक के साथ प्रतिक्रिया करता है ताकि एक निष्क्रिय चरण उत्पन्न हो।
- उत्प्रेरक कणों के संघर्षण या कुचलने से यांत्रिक घर्षण के कारण उत्प्रेरक सामग्री का नुकसान होता है। उत्प्रेरक कण के यांत्रिक-प्रेरित कुचलने के कारण उत्प्रेरक का आंतरिक सतह क्षेत्र खो जाता है।