Андрей Смирнов
Время чтения: ~19 мин.
Просмотров: 0

Что такое гидролизная и каталитическая очистка духовки

Средство для чистки духовки какой фирмы лучше выбрать

Рейтинг сформирован из лучших средств для чистки духовки немецких, израильских и российских производителей. При создании списка учитывалась надежность компаний и качество их продукции.

В ТОП вошли следующие производители:

  • Beckmann – немецкая компания, основанная в 1934 году. В 1971 году полностью изменился дизайн продукции, а уже в 1972-м первые пятновыводители появились в домашнем хозяйстве немок.
  • Химитек – один из лидеров среди российских производителей моющих жидкостей как для профессионального, так и для домашнего использования. На сегодняшний день в ассортименте компании более 70 видов продукции для удаления грязи.
  • Bagi – израильская компания, чья история началась в 1988 году с создания быстродействующей жидкости для удаления жира. Благодаря дальнейшим разработкам появилась целая линейка продукции по борьбе с грязью.
  • Synergetic – российская компания, основанная в 2012 году с целью создания биоразлагаемых моющих гелей и жидкостей по доступным ценам. На сегодняшний день продукция компании представлена в большинстве российских торговых сетей и на рынке Китая.
  • Невская косметика – российская компания, которая стоит у истоков создания косметики и бытовых средств. Она основана в 1839 году и производит больше сотни товаров в 6 разных направлениях. Мистер Чистер – серия, в которую входят не только высокоэффективные гели и спреи для очищения разных типов поверхностей, но также кремы для ухода за руками после контакта с химией.
  • Бест Клин – крупнейший российский производитель нетканой продукции. Он выпускает бытовую химию премиум-класса под торговой маркой «UNiCUM». С ней обеспечивается как профессиональная, так и бытовая уборка. При изготовлении гелей и спреев для чистки используются израильские технологии и импортное сырье.
  • АМС медиа – российская компания, основанная в 1996 году. Она выпускает бытовую химию под брендом «Золушка», в который входит вся линейка по уходу за домом. Продукция успешно реализуется на российском рынке, а также поставляется в страны СНГ.

Лучшие духовые шкафы

Насколько качественны духовки с пиролизом

Если сравнивать их с автомобилями, то это Мерседесы премиум класса. И речь идет не только о высокой стоимости духовок с пиролитической очисткой.

Чтобы они функционировали на полную мощность, их качество должно быть очень высоким, а значит и эксплуатационный срок их работы довольно длительный.

Сталь для них используют самого высокого качества, которой не страшны большие температуры длительного воздействия. Внутреннее пространство духовки покрывают жаропрочной эмалью, а все комплектующие — это высокотехнологичные предметы.

Например, духовой шкаф электролюкс с пиролитической очисткой имеет 4 жаропрочных стекла, которые спокойно переносят такую температурную нагрузку. Дополнительно их оснащают системами охлаждения наружных поверхностей.

Безопасность использования обеспечивают:

  • системы автоматической блокировки дверей;
  • высокочувствительные датчики температуры, угарного газа;
  • система, препятствующая возгоранию жировых отложений в камере сгорания;
  • фильтры жиропоглощения на решетке конвектора.

Современная техника имеет презентабельный и дорогой внешний вид, что делает ее украшением любой кухни

И неважно, это кухня дорогого ресторана или домашняя

Преимущества и недостатки

Чтобы понять, нужно ли переплачивать за духовой шкаф с функцией пиролиза, необходимо выяснить все плюсы и минусы данного метода очистки.

К достоинствам последнего относится следующее:

  • сгорают все виды загрязнений;
  • не нужно заменять расходные материалы;
  • такие духовки самоочищающиеся;
  • для очистки не нужно использовать специализированные средства;
  • в ходе очистки не возникают посторонние запахи;
  • после запуска данной функции одновременно очищается вся площадь внутренних стенок.

Среди недостатков духовых шкафов с пиролитической очисткой выделяют следующее:

  • противни и решётки нужно чистить отдельно;
  • такое оборудование стоит дороже других моделей духовых шкафов;
  • после обработки нужно вручную удалять пепел;
  • пиролиз доступен только для электрических духовок;
  • отсутствие автоматического режима запуска очистки;
  • повышенный расход электроэнергии.

Несмотря на сказанное, пиролитический метод пользуется повышенной популярностью. Отчасти это объясняется тем, что на такую очистку требуется не более одного часа.

Метод чистки Плюсы Минусы
Гидролизный Низкая цена Не эффективен против застарелых загрязнений
Малый расход электроэнергии Для удаления некоторых видов загрязнений нужно использовать специализированные средства
Подходит для газовых плит После процедуры нужно вручную чистить стенки
Занимает не более получаса После запуска функции возникают неприятные запахи
Можно очищать вместе с посудой, противнями и решётками
Каталитический Стенки очищаются в процессе приготовления пищи Короткий срок службы панелей, которые нужно менять каждые 3–5 лет
Подходит для плит любого типа Днище и дверцы нужно чистить вручную
Пиролитический Удаляет все типы загрязнений Нельзя чистить противни и решётки
Не нужно использовать специализированные чистящие Повышенный расход электроэнергии
Отсутствуют посторонние запахи после запуска очистки Подходит только для электрических духовых шкафов
Одновременно очищаются все внутренние поверхности Оборудование стоит дороже духовок других типов

Каталитическая очистка духовки

При использовании этого метода объединяются эффективность используемой технологии и стоимость ее применения. Широкое распространение она получила, так как не требует серьезного усложнения конструкции духовых шкафов, и при этом выдает достаточно хороший результат.

Весь секрет заключен в составе эмали покрытия стенок духовки, которая содержит катализатор – активный компонент, разлагающий жиры на сажу и воду при температурах от 150 °С и выше. Это значит, что процесс очистки происходит автоматически, прямо во время готовки. Узнать духовку оборудованную каталитической системой очистки достаточно легко, проведя рукой внутри нагревательной камеры – на ее поверхности укреплены панели, покрытые шершавой на ощупь эмалью.

Собственно в этом и заключается принцип действия каталитического метода очистки – когда во время приготовления пищи внутри духовки разбрызгивается жир, то он попадает на панели и задерживается на их шершавой поверхности. Так как поверхность духовки уже нагрета до нужной температуры, то начинается каталитическая реакция, которая заканчивается еще во время этой готовки или же будет продолжена при следующей. Некоторые производители встраивают в духовки несколько режимов очистки – после готовки можно включить добавочную, при повышенной температуре.

В плане эффективности, не приходится сомневаться какой тип очистки духовки лучше – каталитический явно уступает пиролизному, но он дешевле и в любом случае значительно облегчает задачу по поддержанию чистоты духового шкафа. Кроме того, производители постоянно совершенствуют применяемые материалы и новейшие системы каталитической очистки обладают гораздо большим ресурсом работы и требуют меньшего участия человека при очистке духовки.

+ Преимущества каталитического метода очистки

  1. Сам процесс очистки происходит незаметно – он запускается автоматически во время работы духовки.
  2. Стоимость духовых шкафов с каталитическим методом очистки находится в пределах золотой середины и они вполне доступны для пользователя со средним достатком.
  3. Длительный срок службы панелей с каталитической эмалью – даже при интенсивной эксплуатации их хватает на 5 лет. Кроме того, можно найти двухсторонние панели, которые после выработки с одной стороны можно перевернуть и использовать дальше.
  4. Доступность комплектующих – когда со временем придется заменить покрытые эмалью панели, то их легко найти: в сервисных центрах или магазинах. Здесь же при необходимости можно заказать их установку, если нет желания выполнять замену самостоятельно.
  5. Такой способ очистки можно применять в электрических и газовых духовых шкафах.

— Недостатки каталитического метода очистки

  1. Каталитическая эмаль начинает портиться при взаимодействии с сахаром или молоком. Так как во время приготовления, к примеру, выпечки, с противней на дно духовки может капать начинка, то панели с катализатором крепят только на боковых и задней стенках.
  2. Панели с каталитической эмалью нельзя очищать абразивными моющими средствами или жесткой тканью – они сотрут эмаль с поверхности.
  3. Хоть панели с эмалью и достаточно долговечные, но все же через некоторое время их надо будет менять.
  4. В случае сильного загрязнения поверхности, ее очистку придется повторять еще несколько раз.

Что значит каталитическая очистка духовки?

Приготовление пищи нуждающейся в запекании заканчивается не только мытьем посуды, но и уборкой места, где блюдо готовилось. Очистка духовки каталитическим способом заключается в ускоренной химической реакции, распаде жиров на углерод, воду и органические остатки под воздействием жиропоглощающих веществ, которые находятся на поверхности пористых стенок. Подобные действия происходят благодаря тому, что стенки состоят из следующих частей:

  • химического катализатора окисления;
  • абсорбента с нано-частицами;
  • подложки.

Специальная поверхность может быть как встроенная производителем, так и дополнительно приобретенной для облегчения ухода за стенками, качество от этого неизменно. Каталитическая очистка духовки работает как система поглощения жира, которая под воздействием высокой температуры выделяет катализатор, расщепляющий его на частицы, и таким образом облегчая процесс удаления грязи.

Какая очистка лучше каталитическая или паром?

Избавляться от нагара и других загрязнений, которые остались после приготовления пищи, можно разными методами. Рассмотрим, какая разница имеется между этими способами:

  1. Каталитическая очистка не требует дополнительной траты электроэнергии и других затрат.
  2. При использовании пара ситуация меняется, для уборки нужно дополнительное время и энергия, чтобы нагреть воду. Сделать это можно только отдельно от основного процесса и после остывания духовки.
  3. Помимо всего прочего, каталитические панели стоят дороже, чем с функцией очистки паром.

Чем отличается пиролитическая очистка от каталитической?

Предлагаем узнать разницу в других способах избавления от грязи на поверхности духовки. Рассмотрим, какая разница между пиролитической и каталитической очисткой:

  1. Первый способ возможен только в духовых шкафах с электрическим нагревом. Тип очистки каталитический используется в любом виде, он может быть встроенным или представлен в виде пластин, которые установлены дополнительно.
  2. Пиролитический метод очень энергозатратный и приводит к сильному нагреванию не только агрегата, но и мебели расположенной вблизи.
  3. Каталитический метод не требует лишних затрат и не повреждает окружающие предметы.
  4. При частом использовании духовки первый способ будет более подходящим, чем второй.

Каталитическая или гидролизная очистка что лучше?

Сравнивать эти методы нельзя, их суть существенно разная, каждая хозяйка для себя лично выбирает подходящий. Рассмотрим, какие особенности имеет очистка духовки гидролизная и каталитическая:

  1. Гидролиз проводит очистку с помощью пара, а вторая система благодаря особому покрытию панелей.
  2. Каждый способ можно использовать в разных агрегатах.
  3. С помощью первого метода можно сэкономить на покупке чистящих средств, а второй убережет силы при отмывании остатков загрязнений.

Обзор других современных систем

Современные хозяйки ценят свое время и хотят тратить его на себя и близких, а не на бесконечную уборку. Именно это вдохновляет производителей бытовой техники внедрять прогрессивные системы очистки духовых шкафов.

Каталитическая

Каталитическая очистка осуществляется за счет специального пористого покрытия, которое содержит в своем составе медь, кобальт, диоксид церия и марганец. Принцип действия заключается в трех основных этапах.

  1. Запуск процесса. При нагревании духовки до 140°C автоматически запускается процесс очистки духового шкафа.
  2. Химическая реакция. При нагревании до 200 °C начинается химическая реакция, в ходе которой жир распадается на воду и сажу.
  3. Удаление остатков загрязнений. Завершив процесс готовки, остается дождаться остывания духовки и протереть поверхности от загрязнений.

Система каталитической очистки не действует при попадании на поверхность молока или продуктов, содержащих глюкозу. Эти вещества нейтрализуют действие окислителей, которые отвечают за расщепление жира.

Чтобы понять, что лучше – гидролизная или каталитическая очистка духовки, стоит рассмотреть преимущества и недостатки последней, описанные в таблице.

Таблица – Преимущества и недостатки каталитической очистки

Преимущества Недостатки
— Экономия времени (процесс очистки идет во время эксплуатации);
— не требуется предварительной подготовки;
— система применима и к газовым, и к электрическим приборам;
— невысокий расход энергии (не больше, чем на приготовление пищи)
— Высокая стоимость
— каталитические панели со временем утрачивают свойства и требуют замены (раз в три-пять лет);
— дно и двери духовки не имеют каталитического покрытия, а потому их придется очищать вручную или посредством гидролиза;
— продукты расщепления жиров приходится убирать вручную

Каталитические панели, как правило, рассчитаны на 300 часов работы. Ведите учет времени эксплуатации духовки, чтобы вовремя произвести замену.

Пиролитическая

На сегодняшний день самой эффективной и в то же время самой дорогостоящей системой является пиролиз. Чем отличается гидролизная очистка от пиролитической очистки? Тем, что в первом случае жир лишь смягчается, а во втором – сгорает под действием высокой температуры (до 500 °C). Хозяйке остается лишь смахнуть со стен и дна духовки образовавшийся пепел. В таблице подробнее проанализированы плюсы и минусы пиролиза.

Таблица – Преимущества и недостатки пиролитической очистки

Преимущества Недостатки
— На время работы программы духовка блокируется для обеспечения безопасности;
— полная очистка, не требующая дополнительной влажной обработки;
— нет необходимости доставать противни и решетки (если они огнеупорные) перед запуском системы;
— продляет срок эксплуатации кухонного прибора
— Высокая стоимость;
— применяется только в электрических приборах;
— повышенный расход электроэнергии при нагревании до 500°C;
— присутствие запаха гари во время работы системы;
— из-за сильного нагревания духовки могут испортиться бытовые приборы и мебель, находящаяся рядом с ней;
— духовку нужно дополнительно оснащать прочным кабелем, который может выдержать высокое напряжение

Типы и виды катализаторов:

Катализаторы, как правило, подразделяются на гомогенные и гетерогенные.

Гомогенный катализатор – это катализатор, молекулы которого диспергированы (т.е. находятся) в одной и той же фазе (обычно в газообразной или жидкой), что и молекулы реагента.

Гетерогенный катализатор – это катализатор, молекулы которого находятся не в той же фазе, что и реагенты (которые обычно представляют собой газы или жидкости, адсорбированные на поверхности твердого катализатора). Гетерогенный катализатор образует самостоятельную фазу, отделённую границей раздела от фазы, в которой находятся реагирующие вещества – реагенты.

Действие гомогенного катализатора, как правило, связано с тем, что он вступает во взаимодействие с реагирующими веществами с образованием промежуточных соединений, что приводит к снижению энергии активации химической реакции. Впоследствии промежуточные вещества регенерируют исходный катализатор.

Гетерогенные катализаторы имеют, как правило, сильно развитую твердую поверхность, для чего их распределяют на инертном носителе (силикагель, оксид алюминия, активированный уголь и др.). Их действие основано на ускорении химической реакции на своей твердой поверхности (либо на плоской открытой поверхности, либо на краях кристалла, либо вследствие сочетания этих двух факторов). Поэтому активность гетерогенного катализатора зависит от величины и свойств его поверхности.

Типичными гомогенными катализаторами являются кислоты и основания. В качестве гетерогенных катализаторов применяются металлы, их оксиды и сульфиды.

Одни и те же химические реакции могут протекать как с гомогенными, так и с гетерогенными катализаторами. Для определенных химических реакций эффективны только определённые катализаторы.

В биохимических реакциях роль катализаторов выполняют ферменты, которые часто рассматриваются как третья – отдельная категория.

Соответственно классификации катализаторов положительный катализ подразделяют на три типа:

а) гомогенный катализ, когда реакционная смесь и катализатор находятся или в жидком или в газообразном состоянии;

б) гетерогенный катализ, когда катализатор находится в виде твердого вещества, а реагирующие соединения в виде раствора или газообразной смеси. Это наиболее распространенный тип катализа, осуществляемого, таким образом, на границе раздела двух фаз;

в) ферментативный катализ, когда катализатором служат сложные белковые образования, ускоряющие течение биологически важных реакций в организмах растительного и животного мира. Ферментативный катализ может быть как гомогенным, так и гетерогенным, но из-за специфических особенностей действия ферментов целесообразно выделение этого вида катализа в самостоятельную область.

Какая очистка лучше

Пиролизная очистка считается наиболее эффективной в плане очистки. При этом нужно учесть высокую стоимость бытового прибора, необходимость постоянного повышенного электропотребления и нюансов процесса очистки в виде неприятных запахов и большого нагрева.

Каталитическая очистка обладает рядом несомненных преимуществ:

  • не требуется большого потребления электроэнергии, процесс очищения запускается непосредственно с началом приготовления пищи в духовом шкафу;
  • стоимость моделей с каталитическим принципом очистки всегда ниже моделей с пиролизным принципом работы;
  • каталитическая очистка эффективно работает как в электрических, так и в газовых моделях бытовых шкафов.

К недостаткам относят неэффективность действия в местах, на которых не нанесены окислители. Как правило, сложность возникает с очисткой дверцы духового шкафа, так как на эту деталь не наносятся жиропоглощающие вещества. Дополнительному ручному очищению подлежат направляющие, противни, детали гриля. Можно выделить следующие недостатки:

  • необходимость ручного удаления загрязнений в местах без нанесения окислителей;
  • в случае наличия больших загрязнений удаление может произойти после двух или трех включений;
  • необходимость мытья противней, решетки вручную или используя посудомоечную машину;
  • необходимость со временем замены каталитической панели.

Срок службы панели составляется 4 или 5 лет. По прошествии этого времени панель подлежит замене. В современных моделях духовых шкафов может быть установлена одна или две панели. Средняя стоимость одной панели в магазинах бытовой техники составляет от 2 000 до 4 000 тысяч рублей.

Пиролитическая очистка духовки

Термин «пиролиз» научным языком расшифровывается как термическое расслоение органических и неорганических химических соединений, в результате чего образуется зола и газообразные соединения. Этот термин складывается из двух древнегреческих слов: Pyr (πῦρ) – огонь, жар, костер и Lysis (λύσις) – распад, разложение, расслоение. Простыми словами суть пиролитической очистки обозначает сгорание любого загрязнения, которое могло образоваться на стенках духовки.

Пиролизный метод пока является самым совершенным из всех существующих, и оборудованный таким функционалом духовой шкаф можно смело относить к классу мерседесов среди духовок. Дело в том, что применение повышенной температуры автоматически означает использование более прочных и устойчивых материалов.

Каждая хозяйка знает, что для приготовления основной массы выпечки требуется температура 180-250 °С, а это значит, что пиролиз должен проводиться при гораздо более высоких ее значениях, на которые стандартные духовые шкафы попросту не рассчитаны. В основном, большинство пиролитических реакций протекает при температуре около 500 °С, хотя некоторые производители духовок смогли «заставить» работать эту функцию при 300 °С, но это не пиролиз в чистом виде, а лишь часть многоуровневой системы очистки.

Так как очистка проводится при высокой температуре, то все такие духовки оборудуются дополнительной термозащитой дверцы и корпуса, чтобы снаружи их температура была как можно меньшей. Также на них устанавливается механизм блокировки, который не позволяет открыть дверцы, пока температура внутри будет выше двухсот градусов.

Проведение самой очистки ни у кого не должно вызвать затруднений: из духовки извлекаются все противни (в некоторых моделях и этого делать не нужно – подставки тоже изготовлены из термоустойчивого металла и могут очищаться таким способом), дверца закрывается и включается режим самоочистки. Когда процесс пиролиза завершается, надо выждать некоторое время, чтобы дать духовке остыть, после чего образовавшийся пепел просто смести щеткой или тряпкой.

+ Преимущества пиролитического метода очистки

  1. Это в полном понимании слова «самоочистка духовки» без участия человека – все что требуется, это запустить пиролиз, а потом убрать пепел.
  2. Практически невозможно приобрести плохую духовку с пиролизной системой – для них используются только высококачественная тигельная сталь. Другие материалы выдадут себя еще в течение гарантийного срока: духовку попросту «поведет» – она изменит свою форму из-за теплового расширения.
  3. Производится очистка всей внутренней поверхности, включая самые труднодоступные участки – даже если пепел оттуда не упадет на дно, то он просто выдуется.

— Недостатки пиролитического метода очистки

  1. Применение качественных материалов пропорционально увеличивает стоимость духового шкафа.
  2. Очистка проводится отдельно от приготовления пищи. Это значит потерю времени и дополнительный расход электроэнергии.
  3. Мощность духовок с пиролизной системой выше обычной, поэтому для неё в любом случае придется вести отдельную линию, рассчитанную минимум на 6 кВт.
  4. При пиролизе образуется большое количество газообразных продуктов распада, для удаления которых нужна хорошая система вентиляции.
  5. Несмотря на качественную термозащиту, поверхность духового шкафа и самой дверцы достаточно сильно нагревается. Хотя их температура не превышает 70-80 °С, этого вполне хватит чтобы обжечься, особенно ребенку. Поэтому, желательно чтобы во время пиролизной чистки духовки на кухне никого не было.

ПРИМЕНЕНИЕ КАТАЛИЗА В ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Тот бурный промышленный рост, который мы сейчас переживаем, был бы невозможен без развития новых химических технологий. В значительной мере этот прогресс определяется широким применением катализаторов, с помощью которых низкосортное сырье превращается в высокоценные продукты. Образно говоря, катализатор – это философский камень современного алхимика, только он превращает не свинец в золото, а сырье в лекарства, пластмассы, химические реактивы, топливо, удобрения и другие полезные продукты.

Пожалуй, самый первый каталитический процесс, который человек научился использовать, – это брожение. Рецепты приготовления алкогольных напитков были известны шумерам еще за 3500 до н.э. См. ВИНО; ПИВО.

Значительной вехой в практическом применении катализа стало производство маргарина каталитическим гидрированием растительного масла. Впервые эта реакция в промышленном масштабе была осуществлена примерно в 1900. А начиная с 1920-х годов один за другим были разработаны каталитические способы получения новых органических материалов, прежде всего пластмасс. Ключевым моментом стало каталитическое получение олефинов, нитрилов, эфиров, кислот и т.д. – «кирпичиков» для химического «строительства» пластмасс.

Третья волна промышленного использования каталитических процессов приходится на 1930-е годы и связана с переработкой нефти. По своему объему это производство вскоре оставило далеко позади все другие. Переработка нефти состоит из нескольких каталитических процессов: крекинга, риформинга, гидросульфирования, гидрокрекинга, изомеризации, полимеризации и алкилирования.

И наконец, четвертая волна в использовании катализа связана с охраной окружающей среды. Наиболее известное достижение в этой области – создание каталитического нейтрализатора выхлопных газов автомобилей. Каталитические нейтрализаторы, которые устанавливают на автомобили с 1975, сыграли большую роль в улучшении качества воздуха и сберегли таким образом много жизней.

За работы в области катализа и смежных областей было присуждено около десятка Нобелевских премий.

О практической значимости каталитических процессов свидетельствует тот факт, что на долю азота, входящего в состав полученных промышленным путем азотсодержащих соединений, приходится около половины всего азота, входящего в состав пищевых продуктов. Количество соединений азота, образующихся естественным путем, ограничено, так что производство пищевого белка зависит от количества азота, вносимого в почву с удобрениями. Невозможно было бы прокормить и половину человечества без синтетического аммиака, который получают почти исключительно с помощью каталитического процесса Габера – Боша.

Область применения катализаторов постоянно расширяется

Важно и то, что катализ позволяет значительно повысить эффективность ранее разработанных технологий. В качестве примера можно привести усовершенствование каталитического крекинга благодаря использованию цеолитов

Кислотный катализ.

Каталитическая активность большого класса катализаторов обусловливается их кислотными свойствами. Согласно И.Брёнстеду и Т.Лоури, кислота – это соединение, способное отдавать протон. Сильные кислоты легко отдают свои протоны основаниям. Концепция кислотности получила дальнейшее развитие в работах Г.Льюиса, который дал определение кислоты как вещества, способного принимать электронную пару от вещества-донора с образованием ковалентной связи за счет обобществления этой электронной пары. Эти идеи вместе с представлениями о реакциях с образованием карбений-ионов помогли понять механизм разнообразных каталитических реакций, особенно тех, в которых участвуют углеводороды.

Силу кислоты можно определить с помощью набора оснований, изменяющих цвет при присоединении протона. Оказывается, некоторые промышленно важные катализаторы ведут себя как очень сильные кислоты. К ним относится катализатор процесса Фриделя – Крафтса, такой, как HCl-AlCl2O3 (или HAlCl4), и алюмосиликаты. Сила кислоты – это очень важная характеристика, поскольку от нее зависит скорость протонирования – ключевого этапа процесса кислотного катализа.

Активность таких катализаторов, как алюмосиликаты, применяющихся при крекинге нефти, определяется присутствием на их поверхности кислот Брёнстеда и Льюиса. Их структура аналогична структуре кремнезема (диоксида кремния), в котором часть атомов Si4+ замещена атомами Al3+. Лишний отрицательный заряд, возникающий при этом, может быть нейтрализован соответствующими катионами. Если катионами являются протоны, то алюмосиликат ведет себя как кислота Брёнстеда:

Активность кислотных катализаторов обусловливается их способностью реагировать с углеводородами с образованием в качестве промежуточного продукта карбений-иона. Алкилкарбений-ионы содержат положительно заряженный углеродный атом, связанный с тремя алкильными группами и/или атомами водорода. Они играют важную роль как промежуточные продукты, образующиеся во многих реакциях с участием органических соединений. Механизм действия кислотных катализаторов можно проиллюстрировать на примере реакции изомеризации н-бутана в изобутан в присутствии HCl-AlCl3 или Pt-Cl-Al2O3. Сначала малое количество олефина С4Н8 присоединяет положительно заряженный ион водорода кислотного катализатора с образованием третичного карбений-иона. Затем отрицательно заряженный гидрид-ион Н– отщепляется от н-бутана с образованием изобутана и вторичного бутилкарбений-иона. Последний в результате перегруппировки превращается в третичный карбений-ион. Эта цепочка может продолжаться с отщеплением гидрид-иона от следующей молекулы н-бутана и т.д.:

Существенно, что третичные карбений-ионы более стабильны, чем первичные или вторичные. Вследствие этого на поверхности катализатора присутствуют в основном именно они, а потому основным продуктом изомеризации бутана является изобутан.

Кислотные катализаторы широко применяются при переработке нефти – крекинге, алкилировании, полимеризации и изомеризации углеводородов (см. также ХИМИЯ И МЕТОДЫ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ). Установлен механизм действия карбений-ионов, играющих роль катализаторов в этих процессах. При этом они участвуют в целом ряде реакций, включая образование малых молекул путем расщепления больших, соединение молекул (олефина с олефином или олефина с изопарафином), структурную перегруппировку путем изомеризации, образование парафинов и ароматических углеводородов путем переноса водорода.

Одно из последних применений кислотного катализа в промышленности – получение этилированных топлив присоединением спиртов к изобутилену или изоамилену. Добавление кислородсодержащих соединений в бензин уменьшает концентрацию оксида углерода в выхлопных газах. Метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ) с октановым числом смешения 109 тоже позволяет получить высокооктановое топливо, необходимое для работы автомобильного двигателя с высокой степенью сжатия, не прибегая к введению в бензин тетраэтилсвинца. Организовано также производство топлив с октановыми числами 102 и 111.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации