Главная --> Справочник терминов


Катализаторы применяются Основываясь на этих отличительных признаках, первыми предлагается обсудить те, применяемые при метанизации катализаторы, которые пригодны для работы с различными по составу газами при различных условиях, и в последующих разделах рассмотреть более подробно разновидности основного процесса метанизации, которые могут быть использованы или предложены для разнообразных систем производства ЗПГ. Прежде всего рассмотрим стадию низкотемпературной конверсии с последующей двухступенчатой метанизацией или гидрогазификацию-ме-танизацию (см. гл. 6) и многократную метанизацию бедных газов, образующихся при окислительном пиролизе или гидрогенизации угля (см. гл. 9).

КАТАЛИЗАТОРЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ПРИ МЕТАНИЗАЦИИ

Катализаторы, применяемые при метанизации.. 178

Катализаторы, применяемые в процессах метанирования, должны обладать высокой активностью, так как процесс ведут при относительно низких температурах (270-350°С). Активность катализатора характеризуется температурой и объемной скоростью, при которых достигается заданная степень приближения к равновесию газовой смеси. В то ке время катализатор должен обладать значительной термостойкостью. В период пуска и остановки агрегата, а также при нарушении технологического режима концентрация окислов углерода в газе может увеличиться до нескольких процентов, что приведет к увеличению температуры катализатора. Поэтому необходимо, чтобы катализатор выдерживал температуру до 500°С.

Перед синтезом оба реагента и растворитель должны быть тщательно высушены, так как хлористый алюминий и другие катализаторы, применяемые в реакции Фриделя—Крафтса, очень легко подвергаются гидролизу. Прибор для проведения реакции также должен быть высушен и защищен от доступа влаги.

В литературе имеются работы, посвященные галогензамещению гетероциклических соединений [58 — 60]: В данном разделе на нескольких примерах рассмотрено поведение гетероциклических соединений при галогенировании и возникающие при этом проблемы. Галогенирование соединений этого типа протекает иногда с большим трудом, а иногда очень легко. Пиридин представляет собой .пример гетероцикла, с большим трудом поддающегося галогенированию в контролируемых условиях. Его устойчивость объясняется тем, что электрофильные катализаторы, применяемые при галогенировании, или образующиеся в ходе реакции галогеноводородные кислоты присоединяются к пиридину с образованием соли, невосприимчивой по отношению к электрофильной атаке. Так, например, можно галогенировать комплекс хлористого алюминия и пиридина, однако реакция останавливается по достижении 50%-ного выхода (по данным анализа) или 30 — 40%-ного выхода (по количеству выделенного продукта) [61]. В данном случае считают, что первый комплекс (I) является достаточно активным, однако второй комплекс (II) слишком неактивен и не подвергается замещению. Остроумным методом

Реакцию проводили также в стальном автоклаве для гидрирования при давлении сероводорода, равном давлению в баллоне (около 21 am при комнатной температуре). Сероводород отравляет обычные катализаторы, применяемые для гидрирования, а потому аппаратура для проведения этого процесса, подвергшаяся действию сероводорода, может оказаться непригодной для последующего применения при каталитическом гидрировании.

При аппаратурном оформлении процесса с реактором, работающим в режиме кипящего слоя, предпочтение отдают гетерогенным катализаторам, адсорбированным или хемосорбированным на носителе, высокая насыпная плотность которых обусловливает резкое снижение их уноса из реакционной среды с циркулирующим газом. Использование «однокомпонентного» катализатора, в готовом виде поступающего в реактор, способствует его равномерному распределению в реакционном объеме. Катализаторы, применяемые в газофазном процессе, должны отличаться высокой активностью и не вызывать обрастания полимером внутренних поверхностей реакторного узла.

Катализаторы, применяемые в данном процессе, должны обеспечивать протекание всех стадии с одинаковой скоростью. Некоторые катализаторы, например соЛи железа, меди и кобальта, ускоряют окисление альдегида в иадуксусную кислоту, но недостаточно попытают скорость второй стадии--образования уксусного аи-гидрида. Применение ацетата марганца или комбинированного кобальт-марганцевого катализатора устраняет этот недостаток, так как чти катализаторы способствуют восстановлению надуксусной кислоты.

Катализаторы, применяемые для гидрирования окиси азота

В жидкой системе выгодно применять катализаторы в коллоидном состоянии для наиболее равномерного распределения их в системе. Твердые катализаторы для газообразной системы применяются в виде порошка, твердых плотных или пористых гранул и кусков или нанесенными на носитель, например пемзу, асбест, глинозем, гель кремневой кислоты и т. п. Подробности методов приготовления катализаторов описаны преимущественно в патентах и иногда в научной оригинальной литературе. Большое значение имеют сложные катализаторы, где при химически разнородном составе достигается в сумме больший эффект, чем при участии только одной действующей составной части. В состав такого сложного катализатора могут входить две и более составных части в определенных весовых отношениях для достижения максимального полезного эффекта. Особенно отчетливо значение сложных катализаторов выявлено на процессе получения аммиака из азото-водородной смеси. Повидимому цеолитовые катализаторы, применяемые для окисления углеводородов, принадлежат к такому же типу.

^Взаимодействие фенола и n-изопропенилфенола. Дифенилол-пропан может быть получен взаимодействием фенола с п-изопропенил-фенолом в присутствии кислотных или щелочных катализаторов63' 96> 97. Кислотные катализаторы применяются те же, что и при конденсации фенола с ацетоном (хлористый водород, серная кислота, n-толуолсульфокислота, фосфорная кислота, BF3, ZnCl2, A1C13, SnCl4, ионообменные смолы с сильнокислотными группами). Щелочными катализаторами служат феноляты, алкоголяты и карбонаты щелочных металлов или щелочные соли алифатических или ароматических карбоновых кислот. С кислотными катализаторами процесс, проводится при комнатной температуре, так как при повышении температуры образуется значительное количество побочных продуктов; в присутствии щелочных катализаторов поддерживают температуру 100—150 °С. Скорость реакции и выход дифенилолпропана при использовании щелочных катализаторов выше, чем с кислот-

Распространение получили катализаторы, активными компонентами которых являются железо, никель и металлы платиновой группы. Железные катализаторы применяются в старых производствах в аппаратах продуцирующего и вепродуцирующего предкатализа.

Несмотря на то что СФ-катализаторы применяются 5 промышленных масштабах более 60 лет, до настоящего времени не разработаны эффективные методы их регенерации 1ли рационального использования после отработки. Отработанный катализатор вывозится в отвал, тем самым ухудшаются экологические показатели процессов олигомеризации.

Декарбоксилирование коричных кислот идет при сравнительно невысоких температурах (200—220°) в присутствии органических высококипящих оснований и катализатора (порошкообразная медь или соль меди). Другие катализаторы применяются редко. В некоторых случаях декарбоксилиро-вание коричной кислоты протекает гладко без катализатора и органического основания. Этот метод весьма удобен для получения винильных производных различных ароматических углеводородов.

В качестве катализаторов гидрирования применяют никель, платиновую и палладиевую чернь. В последнее время используются сложные катализаторы, состоящие из смеси окислов хрома и некоторых других металлов (меди, цинка). Особенно активным катализатором является никель Ренея, который получается при обработке сплава никеля с алюминием (1:1) едким натром. Катализаторы применяются в мелкораздробленном состоянии, в большинстве случаев на носителе (активированный уголь, асбест) и при различных температурах. В присутствии никеля Ренея, платины и палладия гидрирование обычно проводят при комнатной температуре, а в присутствии никеля и меди — при нагревании.

Эти катализаторы применяются в количестве 1—5% по отношению к взятому в реакцию .веществу. Перечисленные реакции иллюстрируются примерами, приведенными ниже (см. стр. 568—578) и в главе XXVIII (см. стр. 586).

ходимы специальные катализаторы. Применяются различные катализаторы, такие, как медь, серебро, смеси этих металлов и хромит меди. Использование хромита меди на целите дает выходы от 53 до 67% для восьми различных спиртов [37]. При сравнении в качестве катализаторов окисления в присутствии небольшого количества воздуха меди на кизельгуре, меди и серебра-на кизельгуре, серебра на медной сетке и меди и серебра на пемзе было установлено, что наиболее эффективен последний катализатор [381. Недавно аце-тальдегид был получен с выходом 88% при пропускании этилового спирта над нанесенным на подложку медным катализатором, содержащим в качестве промотора 5% кобальта и 2% хрома; степень конверсии — 95% [39].

Для увеличения скорости реакции необходимо применять катализаторы. Применяются весьма разнообразные кислые и основные катализаторы или комбинации этих типов катализаторов.

минием (1:1) едким натром. Катализаторы применяются в мелкораз-

Железные катализаторы применяются в относительно старых

Эти катализаторы применяются в количестве 1—5% по отношению




Катализат выгружают Канцерогенным действием Катализируемая основанием Катализируемое основанием Катализируемом основаниями Катализирует конденсацию Катализируются кислотами Катионные красители Катионной сополимеризации

-
Яндекс.Метрика