Влияние перемешивания+++

[kika]

Здравствуйте, уважаемые коллеги!
Хотелось бы узнать Ваше мнение по такому вопросу.
Идет каталитическая реакция. Пробуется как гомогенный, так и гетерогенный катализатор.
В случае гетерогенного катализатора (жидкость/жидкость), на рисунке это случай b) и c),
с измененеием числа оборотов с 60 на 600 об/мин (соответственно и типа мешалки)
выход продукта увеличился в 3 раза. Наверное, это объясняется увеличением активной поверхности
катализатора.
При замене гетерогенного катализатора на гомогенный, но с сохранением малого
числа оборотов 60 об/мин, случай а), выход увеличился по сравнению с с) в 2 раза.
Вопрос - имеет ли смысл увеличивать число оборотов в случае гомогенного катализатора
с 60 на 600 об/мин?
Заранее спасибо!

[Phobos]

Имхо, нет, если реакционная смесь гомогенна и в начале, и в конце реакции. Если есть образования каких-либо кристаллов или эмульсий, то другое дело.
Другое дело, что, возможно, при увеличении перемешивания улучшится теплоотдача - охлаждение или нагрев, а это повлияет на выход или чистоту. Но сам каталитический эффект по идее не должен быть зависим.
60- это в большом реакторе или лабораторном? Для лабы как-то маловато, обычно где-то около 300 интуитивно ставим.

[kika]

Огромное спасибо!
Да, 60 - в большом, а 300 в лабораторном, все так.

[Гесс]

+1 к Phobos-у

[chemist]

У одинаковых гомогенного и гетерогенного катализаторов типа толуолсульфокислоты и сульфокатионита разная активность в идентичных условиях, т.к. полимер-связанные сульфогруппы менее доступны. Поэтому не понятно почему выход в гетерогенных условиях лучше, чем в гомогенных, обычно наоборот. Это может быть из-за того, что концентрация каталитических групп гетерогенного катализатора точно неизвестна и его было добавлено "на глаз" с избытком.

[kika]

Как раз и получилось, что при гомогенном катализаторе выход увеличился.
При замене гомогенного катализатора на гетерогенный мольные соотношения были соблюдены.
И теперь, после объяснения Phobos-a, понятно, что необязательно прибегать к интенсивному
перемешиванию, если катализатор гомогенный.

[Iskander]

Опять окисление перекисью?

Там процесс и выход сильно зависит от перемешивания даже в гомогенных условиях. Ставьте эксперименты и подбирайте условия. Плюс ОРГОМНОЕ значение имеет чистота и гладкость поверхности стенок реактора и мешалки. Любая грязь начинает "пузырить" перекись в кислород и выводить из процесса.

[kika]

Опять окисление перекисью?

Нет, окисление перекисью идет без катализатора.
Это обыкновенная алдолизация.

Там процесс и выход сильно зависит от перемешивания даже в гомогенных условиях. Ставьте эксперименты и подбирайте условия. Плюс ОРГОМНОЕ значение имеет чистота и гладкость поверхности стенок реактора и мешалки. Любая грязь начинает "пузырить" перекись в кислород и выводить из процесса.

С перекисью - это точно, всякая нечистота приводит к пене.
С окислением проблем вроде не было, вот только кислотное число у перекиси оказалось 2,69 мг NaOH/г.
И, признаюсь, не знаю - это нормально или надо как-то нейтрализовать ее перед использованием?

[Smol]

И теперь ... понятно, что необязательно прибегать к интенсивному перемешиванию, если катализатор гомогенный.

Это как бы все-таки неочевидно, я бы все-таки проверил бы: какой выход будет при более интенсивном перемешивании в присутствии гомогенного катализатора. Ибо теория теорией, а химия - наука экспериментальная...

[Гесс]

И теперь, после объяснения Phobos-a, понятно, что необязательно прибегать к интенсивному перемешиванию, если катализатор гомогенный.

Phobos указал факторы при которых перемешивание продолжает оказывать влияние несмотря на гомогенность.

[kika]

Спасибо большое, коллеги!

[Smol]

Коллега kika, я еще вот что Вам скажу: если Вы во время синтеза будете изменять обороты мешалки (технически сейчас это несложно делается) по определенному закону (а вот это - в личку), то получите существенно больший выход, чем если бы Вы все время перемешивали бы массу с одной и той же скоростью.
Успехов!

[kika]

Спасибо большое!
Немного сталкивалась с процессом, где просто необходимо было
изменять число оборотов во время синтеза, чтобы успешность его была максимальной.
Но это было возможно в случае с мешалкой, где была возможность регулировки числа оборотов.
В данном случае, чтобы проверить успех гомогенного катализатора при повышенном числе оборотов, надо было бы менять не мешалау, а целый реактор, что, так скажем, не просто.
Поэтому было интересно узнать мнения специалистов.
А, узнав, успокоилась - можно все оставить пока так, как есть.
Спасибо, коллеги, за помощь!

[chemist]

При замене гомогенного катализатора на гетерогенный мольные соотношения были соблюдены.

Гетерогенный твёрдый катализатор работает только своей поверхностью, как Вы оценили количество активных центров на его поверхности, чтобы дать такое же количество молей?

[kika]

В моем случае гетерогенный - не твердый, поэтому о количестве
активных центров напрочь позабыла.

[Smol]

надо было бы менять не мешалку, а целый реактор, что, так скажем, не просто.

Давно уже есть частотные преобразователи, они без проблем подключаются к имеющемуся технологическому оборудованию и меняют обороты электродвигателя как технологу нужно (правда, ускорить нельзя, можно только уменьшить). И стоят они совсем недорого.

Но я имел в виду, конечно, пока лабораторный масштаб, там-то вообще нет проблем с изменением числа оборотов.

[chemist]

В моем случае гетерогенный - не твердый, поэтому о количестве
активных центров напрочь позабыла.

Жидкий гетерогенный катализатор, в принципе, тоже не всем своим объёмом работает, хотя бывает и мицеллярный катализ, когда катализатор - ПАВ.

[kika]

Жидкий гетерогенный катализатор, в принципе, тоже не всем своим объёмом работает, хотя бывает и мицеллярный катализ, когда катализатор - ПАВ.

В том-то и дело, что не работая всем своим объемом по всему объему реактора, в моем случае ухудшал качество процесса.

[chemist]

Это нормально.