Využití mikropulzního reaktoru pro studium kinetiky heterogenně katalyzovaných reakcí

Autor:             Petr Chládek

Ročník:           5.

Ústav:             Ústav organické technologie

Školitel:          Ing. Petr Zámostný, Ph.D.

Mikropulzní reaktory jsou užitečným nástrojem pro studium heterogenně katalyzovaných reakcí probíhajících v plynné fázi a k testování katalyzátorů. Hlavní výhody spočívají v použití velmi malých dávek katalyzátoru i reaktantu a časové nenáročnosti získávání experimentálních dat. Většina publikovaných aplikací mikropulzní techniky se omezuje na srovnávací studium selektivity a aktivity katalyzátorů a opomíjí modelování kinetiky studované reakce. Cílem práce bylo otestovat možnosti využití mikropulzního reaktoru při identifikaci kinetických modelů.

Mikropulzní reaktor použitý v této práci byl tvořen 180 mm dlouhou, uprostřed zúženou, křemennou trubicí. Vrstva katalyzátoru byla umístěna ve zúžení a překryta vrstvou inertního materiálu sloužící ke stabilizaci teploty a toku v reaktoru během nástřiku a odpařování kapalného vzorku. Reaktor byl on-line připojen na plynový chromatograf, ve kterém probíhala analýza produktů. Chování mikropulzního reaktoru bylo studováno na dehydrogenaci cyklohexanu na komerčním katalyzátoru Cherox 46-00. Pro zisk spolehlivých kinetických dat bylo nutné určit režim toku, dobu zdržení a teplotní profil podél lože katalyzátoru a potlačit nežádoucí jevy spojené s nástřikem a odpařením vzorku. Získaná kinetická data byla zpracována s využitím Langmuirova-Hinshelwoodova modelu.