|
|
[ На предыдущую главу]
1. Введение
В 1964 г. был предложен способ одновременного проведения
химических реакций с отщеплением и присоединением водорода на мембранном
катализаторе, когда водород, выделившийся при дегидрировании на одной
поверхности мембраны, проникает сквозь мембрану и на другой ее поверхности
присоединяется к другому исходному веществу. Этот способ защищен авторским
свидетельством СССР и патентами разных стран [1]. В статье [2] были указаны
возможности увеличить степень организации гетерогенных реакций под влиянием
системы из катализаторов и мембраны, проницаемой только для одного из
реагентов. Если на одной стороне мембраны, не обладающей каталитической
активностью, находится катализатор, ускоряющий взаимодействие проникающего
через мембрану вещества с другим реагентом, то соотношение поверхностных
концентраций этих двух веществ в определенных пределах можно изменять
независимо, меняя давление одного из них перед мембраной, а другого - у
ее противоположной поверхности. Обычно при такой реакции адсорбционная
конкуренция совместно подаваемых реагентов ограничивает возможности
указанной регулировки поверхностных концентраций, а, следовательно, и
селективности процесса. Например, селективная гидрогенизация наиболее
вероятна при малой и постоянной по длине слоя катализатора концентрации
водорода на его поверхности. Если же на поверхности мембраны находится
катализатор реакции образования вещества, для которого мембрана проницаема,
то его удаление из зоны реакции не только увеличивает скорость и глубину
протекания этой реакции, но и подавляет побочные
превращения удаляемого продукта. Особенно интересные результаты дает нанесение на поверхности мембраны двух разных катализаторов, один из которых активен в реакции образования вещества, проникающего через мембрану, а другой - в реакции с его потреблением. В таком случае резко возрастает как селективность обеих реакций, так и выход целевых продуктов. Типы такого сопряжения реакций и условия его осуществления проанализированы в [3], а новые данные обсуждаются в разделе 3 данной статьи. Дегидрогенизация алканов или нафтенов - реакция эндотермичная, а реакции с потреблением водорода - экзотермичны. При достаточной теплопроводности мембраны и катализаторов удастся устранить охлаждение катализатора дегидрогенизации и перегрев катализатора реакции с присоединением водорода.
В некоторых обзорах, например, в [4], указано, что одним из первых комбинирование реакции с разделением на мембране предложил Алан Майкелс [5], однако в его статье рассмотрены только возможности ультрафильтрационного отделения целевых продуктов реакции от продуцирующих их микроорганизмов или от суспендированного катализатора. Описанные выше системы мембран с катализаторами в статье [5] не упоминаются, возможно, потому, что ни одна из рассмотренных ультрафильтрационных мембран не может использоваться при обычных для катализа температурах - выше 400К.
В следующем разделе обсуждаются термостабильные мембраны, проницаемые для водорода, и их системы с катализаторами дегидрогенизации и гидрогенизации.
[ На следующую главу] [На оглавление]
Copyright ї
|
|
|
