|
|
|
||
Poslední úprava: doc. RNDr. Iva Zusková, CSc. (26.02.2020)
Kurs předpokládá znalosti probírané v předmětu základy katalýzy a obecné znalosti z anorganické, organické a fyzikální chemie. |
|
||
Poslední úprava: doc. RNDr. Iva Zusková, CSc. (26.02.2020)
Industrial Catalysis: chemistry and mechanism, Imperial College Press, London, 2016
Chemical Process Technology, Wiley, Chichester, 2001
Heterogeneous Catalysis in Industrial Practice, 2nd edition, McGraw-Hill, New York, 1991
Catalysis - An Integrated Approach to Homogeneous, Heterogeneous and Industrial Catalysis, Elsevier, Amsterdam 2000.
Industrial Catalysis - J. Hagen, Wiley-VCH Weinheim 1999. |
|
||
Poslední úprava: doc. RNDr. Iva Zusková, CSc. (26.02.2020)
Z: za splnění úkolů ze cvičení; Zk: test základních znalostí (multiple choice), krátká diskuse o vybraném tématu |
|
||
Poslední úprava: doc. RNDr. Iva Zusková, CSc. (26.02.2020)
1. Úvod. Typy a důležité vlastnosti průmyslových katalyzátorů. Homogenní vs. heterogenní katalyzátor; aktivita a její charakteristiky (konverze, prostorová rychlost, prostoro-časový výtěžek, reakční rychlost, TOF, TON); selektivita, tvarová selektivita, uhlíková bilance; stabilita a životnost katalyzátoru.
Průmyslové katalyzátory: zeolity, sulfidy, alumina, oxid titaničitý, silica
2. Reaktorové inženýrství. Východiska pro návrh reaktoru, klasifikace průmyslových reaktorů a volba typu reaktoru. Vsádkové vs. průtočné reaktory; reaktory s pístovým tokem vs. kontinuální promíchávané reaktory. Látková a tepelná balance. Kinetika a její popis. Volba reakčních podmínek. 3. Heterogenní katalyzátory - druhy a vlastnosti Složky katalyzátoru: aktivní faze, chemické a texturní promotory, nosiče; Dezaktivace katalyzátorů: tepelně indukovaná dezaktivace, sintrace, selektivní/neselektivní otrava, tvorba uhlíkatých úsad; regenerace katalyzátoru. 4. Hlavní velkotonážní heterogenně katalyzované procesy
Krakování/hydrokrakování; výroba amoniaku; výroba kyseliny sírové; petrochemie aromatických uhlovodíků; FCC
Význam zeolite
5. Petrochemie Katalytický reforming, Izomerace
6. Parní reforming: výroba vodíku a syntézního plynu; Reakce syntézního plynu: syntéza methanolu, Fischer–Tropschova syntéze; water-gas shift. 8. Chemické speciality Vitamíny, léčiva, vonné látky Syntéza speciálních chemikálií: druhy katalyzátorů a reakcí; procesy na bázi aromatické substituce: nitrace, halogenace aromátů; Friedel-Craftsovy reakce, Fisherova syntéza indolu; Přesmyky: Beckmanův, Friesův, benzaminový, pinacolinový, přesmyky terpenů; procesy založené na kondenzačních a redoxních reakcích. 9. Obnovitelné zdroje energie získané s využitím katalýzy: druhy biomasy, katalytická pyrolíza, základní chemikálie získávané z biomasy a jejich chemie; CO2 jako zdroj uhlíku 10. Katalýza v ochraně životního prostředí: automobilové katalyzátory: mechanismus a kinetika reakcí; trojcestný katalyzátor; systémy pro odstranění NOx a SOx; selektivní katalytická redukce; katalytické spalování stopových množství těkavých organických látek DeNOx DeSOx 11. Souvislosti mezi makroskopickými vlastnostmi a fungováním katalyzátoru. Charakterizace katalyzátoru; návrh katalyzátoru. Nosičové vs. nenosičové katalyzátory. Formování katalyzátorů (prášekové katalyzátory, peletování, granulace, extrudace, monolitické katalyzátory). Metody nanesení aktivní složky na nosič. Aktivní centra. 12. Homogenní katalyzátory – druhy a vlastnosti Homogenně katalyzované průmyslové procesy: hydroformylace, karbonylace methanolu, selektivní oxidace ethylenu ve Wackerově procesu, cross-couplingové reakce, polymerace olefinů s využitím metalocenů; asymetrická katalýza – komerční aplikace asymetrické hydrogenace, enantioselektivní izomerace a epoxidace. 13. Enzymy: biokatalýza v průmyslu Syntéza akrylamidu z akrylonitrilu, aspartamu pomocí enzymatické syntézy peptide a L-aminokyselin pomocí aminoacylasového procesu. |