Nye Kemiske Horisonter - Danmarks Tekniske Universitet: Kemisk ...

More documents

Recommendations

Info

Fluid catalytic cracking, populært kaldet FCC-processen, er en af verdens allerstørste kemiske processer. I processen nedbrydes store tunge kulbrinter til mindre, mere anvendelige kulbrinter. Man siger råolien krakkes. Hele 40 % af al benzin i verden fremstilles via FCC-processen. Det svarer til, at der daglig behandles 2 milliarder liter olie på verdensplan! En skematisk illustration af en FCC-reaktor er vist nedenfor. Riserreaktor Oliereaktant Luft Damp Produkt Regenerator Boks2. Fluid Catalytic Cracking – FCC. Røggas Olien forvarmes og ledes ind i bunden af reaktoren, hvor den blandes med katalysatoren. Blandingen vil bevæge sig opad i riserreaktoren som følge af den voldsomme ekspansion, der opstår, når de mindre kulbrinter fordamper og de større omdannes til mindre kulbrinter. Ved de høje temperaturer, som reaktionen foregår ved, vil der uundgåeligt dannes noget kul på katalysatoren. Dette vil forårsage en nedsat aktivitet, men kullet kan dog brændes af under dannelse af CO 2 og H 2 O, hvorefter katalysatoren igen er klar til brug. I dag anvender man en katalysator, hvor zeolitkrystallerne bindes sammen af kaolin (en billig lerart). Dette danner en porøs struktur, der gør adgangen til zeolitkrystallerne nem for både reaktanter og produkter. Det er essentielt at vælge den rette zeolitkatalysator til FCCprocessen, idet det er muligt at mindske kuldannelsen på katalysatoren betydeligt og derved forlænge dens levetid. Zeolit Y, som er den kommercielt anvendte zeolit i FCC, har så smalle kanaler, at der ikke rigtig er plads til, at dannelsen af kul kan forekomme. Kapitlets forfattere er fra venstre ph.d. studerende Kresten Egeblad, specialestuderende Sofi e Egholm Christiansen, professor Claus Hviid Christensen og specialestuderende Karen Thrane Leth. Molekylesier – De vises sten 65
66 kan foregå inde i strukturen. I fi gur 5 vises en skematisk illustration af de tre former for formselektiviteter, nemlig reaktant-, produkt- og overgangstilstandsselektivitet. Reaktantselektivitet Produktselektivitet CH 3 OH + ( ) Overgangstilstandsselektivitet Transition state selektivitet Figur 5. Tre typer af formselektivitet. Boks 3. Mesoporøse zeolitter. Molekylesier – De vises sten Reaktantselektivitet betyder, at det kun er reaktanter med den helt rette form og størrelse, der kan komme ind til de katalytisk aktive (sure) sites, der alle fi ndes inde i poresystemet, og dermed reagere. Øvrige reaktanter er simpelthen for store til at komme ind i kanalerne og bliver således ikke omdannet. Produktselektivitet gør sig gældende, hvis der kan dannes fl ere forskellige produkter i en kemisk reaktion. I dette tilfælde er det nemlig kun produkter med den rette form og størrelse, der kan slippe ud af poresystemet efter reaktion. Eventuelle produkter som er for store til at diffundere gennem kanalerne må nødvendigvis omdannes til mindre molekyler inden de kan diffundere ud af poresystemet. Den sidste type formselektivitet, overgangstilstandsselektivitet kan udvises, hvis en reaktion kan forløbe ad fl ere mulige reaktionsveje med hver deres overgangstilstand således, at det kun er reaktionsveje, hvor overgangstilstandsmolekylet kan være i kanalerne, der kan gennemføres. Zeolitters lange kanaler kan til tider skabe problemer med hensyn til diffusion. Dette har særlig stor betydning, hvis reaktionen er diffusionsbegrænset, altså hvor reaktionstiden er markant lavere end den tid, det tager for reaktanterne at komme ind i zeolitten. For at kompensere for dette kan der fremstilles såkaldte mesoporøse zeolitter. Mesoporøse zeolitter har nøjagtig samme fysiske og kemiske egenskaber som de konventionelle, den eneste forskel er, at mesoporøse zeolitter også indeholder kanaler af størrelsen 100-200Å, hvor de konventionelle kun har kanaler, som ligger i størrelsen 5-20Å. Mesoporøse zeolitter kan fremstilles under tilstedeværelsen af kulstofnanorør, som hver enkelt zeolitkrystal bygger sit netværk op omkring og indkapsler. Efter strukturen er komplet, kan nanorørene fjernes ved hjælp af opvarmning i luft, hvorved kulstof omdannes til CO 2 . Ved at fremstille zeolitter på denne måde, får zeolitten – udover sine naturlige kanaler – også kanaler i nanostørrelsen. Dette ekstra netværk af kanaler tillader, at et større antal molekyler kan komme uhindret ud og ind ad kanalerne, således at en større del af zeolitten udnyttes i en katalytisk reaktion (se de gule zoner). En effekt er, at de mesoporøse zeolitter er mere aktive katalysatorer end de konventionelle, fordi der er nemmere adgang til de aktive centre. zeolit Syntesegel krystallisation i tilstedeværelse af kul nanopartikler zeolitkrystallerne indkapsler kulpartiklerne krystallisation kullet brændes til CO2 i luft almindelig zeolitkrystal mesoporøs zeolitkrystal
Page 1 and 2:
Nye Kemiske Horisonter
Page 5 and 6:
Stor tak til Carlsbergs Mindelegat
Page 7 and 8:
Er du også på vej mod mod nye kem
Page 10 and 11:
Af ph.d. studerende Anne Mette Frey
Page 12 and 13:
Alternative energikilder I dag fi n
Page 14 and 15:
Oxygen Fuldstændig forbrænding Ov
Page 16 and 17: Kapitlets forfattere: Fra venstre p
Page 18 and 19: Tabel 1. I tabellen ses hvor meget
Page 20 and 21: Plantebestanddele Vigtige byggesten
Page 22 and 23: kelforurening og store lugtgener. D
Page 24: har en stor betydning for luftkvali
Page 27 and 28: 26 Af ph.d. studerende Lars Ulrik N
Page 29 and 30: 28 F O + O H N NH Figur 3. I fi gur
Page 31 and 32: En bakterie kommer ind i kroppen Kr
Page 33 and 34: 32 HOOC NH2 Ab 38C2 HOOC NH O Figur
Page 35 and 36: 34 Organokatalyse Som vi så i forr
Page 37 and 38: 36 Som det ses i fi gur 10, er den
Page 39 and 40: 38 O O Ved reduktion af en dobbeltb
Page 41 and 42: 40 Ved reaktionen vist på fi gur 1
Page 44 and 45: Af civilingeniør-studerende Andrea
Page 46 and 47: Ioniske væsker er - i modsætning
Page 48 and 49: Hvorfor er ioniske væsker væsker?
Page 50 and 51: mindelige fysiske egenskaber sammen
Page 52 and 53: afsvovlet diesel
Page 54 and 55: teressante. Ioniske væsker har nem
Page 56 and 57: Ofte består homogene katalysatorer
Page 58: Figur 11. Ved BASF’s BASIL proces
Page 61 and 62: 60 Af specialestuderende Sofi e Egh
Page 63 and 64: 62 Disse tetraedre danner 3-dimensi
Page 65: 64 Et reaktionsskema for udskiftnin
Page 69 and 70: 68 Katalysatorer til en drømmereak
Page 71 and 72: 70 Zeolitter i fremtiden Verden ove
Page 74 and 75: Computerkemi - en opdagelsesrejse i
Page 76 and 77: Tempoet gjorde det umuligt at forud
Page 78 and 79: Figur 3: De to systemer, som kunne
Page 80 and 81: sig den øgede kompleksitet, når d
Page 82 and 83: Kapitlets forfattere: Civilingeniø
Page 84 and 85: Vi har også gennemført nogle bere
Page 86 and 87: Bæredygtig kemi i fremtiden 85
Page 88: Figur 19. Det sidste TS-kompleks er
Page 91 and 92: 90 Af ph.d. studerende Johan Hygum
Page 93 and 94: 92 1.000.000 € 100.000 € 10.000
Page 95 and 96: 94 spalter vand (fi gur 3). For nyl
Page 97 and 98: 96 Eddikesyre 2,4 Mtons 12% MTBE 9,
Page 99 and 100: 98 O NH3, H2O2 katalysator Figur 8.
Page 101 and 102: 100 HO O HO OH HO O OH Figur 9. Str
Page 103 and 104: 102 HO HO O H 2N O Figur 11. Syntes
Page 105 and 106: 104 DDT (Dichlordiphenyltrichloreth
Page 107 and 108: 106 ihjel. Et sekundært pesticid k
Page 109 and 110: 108 Tabel 1. Top-10 over de mest s
Page 111 and 112: 110 H 3C Figur 16. Tidlige HMGR-hæ
Page 113 and 114: 112 H 3C H 3C O HO H H O O O Figur
Page 115 and 116: 114 Bæredygtig kemi i fremtiden
Page 117 and 118:
116 af sygdommen. En tidligere bete
Page 119 and 120:
118 Me O Ph N Ph Figur 3. Semisynte
Page 121 and 122:
120 Isolation Et naturstof isoleres
Page 123 and 124:
122 O O H HO OH OH OH HO OH O OH Ph
Page 125 and 126:
124 Epothilone A og B Flere interes
Page 127 and 128:
126 til for at holde den usynlige t
Page 129 and 130:
128 O H N SiMe2t-Bu S S Figur 13. M
Page 131 and 132:
130 sistens er et problem, der ikke
Page 133 and 134:
132 tibiotikum med en hidtil uovert
Page 135 and 136:
134 Solceller - et strålende svar
Page 137 and 138:
136 den, nemlig 1,7·10 5 TW. Hvis
Page 139 and 140:
138 Solceller i praksis Inden for s
Page 141 and 142:
140 Kapitlets forfattere er fra ven
Page 143 and 144:
142 Siliciumsolceller Langt den mes
Page 145 and 146:
144 hvorved der dannes et elektron-
Page 147 and 148:
146 sorbere synligt lys således, a
Page 149 and 150:
148 Kan man fi lme en kemisk reakti
Page 151 and 152:
150 Kemi - hvad er det? Før vi gå
Page 153 and 154:
152 hvilket ledte ham til opdagelse
Page 155 and 156:
154 Kapitlets forfattere er fra ven
Page 157 and 158:
156 Figur 4. Skematisk illustration
Page 159 and 160:
158 Eksempel 1. Det første trin i
Page 161 and 162:
160 alise-ringer af processen, dvs.
Page 163 and 164:
162 Bæredygtig kemi i fremtiden
Page 165 and 166:
164 Af civilingeniør-studerende Na
Page 167 and 168:
166 Hvad er polymerer? Polymerer er
Page 169 and 170:
168 Bæredygtig kemi i fremtiden Fi
Page 171 and 172:
170 DBS - PPy Figur 7. Polypyrrol d
Page 173 and 174:
172 Cyklisk Voltammetri (CV) Metode
Page 175 and 176:
174 Faktorer der påvirker ionvandr
Page 177 and 178:
176 Kationstørrelse og valens: Det
Page 179 and 180:
178 100 80 60 40 20 Kraft pr. Areal
Page 181 and 182:
180 Ordliste aldolase enzym der kat
Page 183:
182 phenylringe benzenringe polypep
show all

Nye Kemiske Horisonter - Danmarks Tekniske Universitet: Kemisk ...

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?