Термины, связанные с цементом. Никелевый катализатор

Главная --> Справочник терминов

Никелевый катализатор Конвертор представляет собой вертикальный стальной трубчатый теплообменник, в котором установлены цельнотянутые стальные трубы / (диаметр 50/57 мм, длина 2500 мм), заполненные катализатором. Межтрубное пространство залито расплавом свинца (95%) и сурьмы (5%). Процесс контактировании проводится при температуре бани 400°. Аппарат обогревается электрическим током, электроподогреватель выполнен из нихромовой проволоки,

В 1953 г. появилась работа Гроува и Уолша [45], посвященная вопросам распространения холодных пламен, возникающих от искусственных источников зажигания, т. о. в ненагретых или слабо нагретых средах. Эксперимент, проведенный в этой работе, сводился к изучению влияния различных параметров на пределы но давлению, сверх которых происходит распространение искусственно-возбужденных холодных пламен. Опыты проводились в горизонтально расположенной трубке из стекла пирекс (65 см длиной и 5 см диаметром). Возникновение холодного пламени вызывалось с помощью спирали из нихромовой проволоки, помещенной у одного конца трубки и нагреваемой постоянным током. Прохождение фронта пламени по всей длине трубы и приход его к противоположному концу констатировалось по подъему температуры, который регистрировался расположенным на расстоянии 60 см от источника зажигания очень чувствительным термометром сопротивления из никелевой проволоки диаметром 0,0002 см. Вся трубка помещалась в электрической печи и могла быть нагрета до желаемой температуры с точностью до + 1"С. Из соображений удобств экспериментирования в качестве объекта исследования был выбран диэти-ловый эфир. Авторы так же, как и Тоуненд с сотр. (см. стр. 184),

сделанной из нихромовой проволоки или из монель-металла (примечание 1), и нагреваемый на электрической плитке, помещают 178 г (4,3 моля) 97%-ного гранулированного едкого натра, 178 г (2,7 моля) 85%-ного гранулированного едкого кали (примечание 2) и 50 мл воды. Смесь перемешивают и нагревают до 160°; по достижении этой температуры электрическую плитку выключают и в стакан прибавляют 25 г ванилина. Температура при этом немного падает, но через очень короткое время начинается бурная реакция, в результате которой температура повышается до 180—195°. В течение 10—12 мин. к реакционной смеси постепенно прибавляют еще 127 г (всего 1,0 моль) ванилина со скоростью, достаточной для поддержания температуры реакции (примечание 3). После прибавления всего количества ванилина перемешивание продолжают в течение еще 5 мин. После этого электрическую плитку отставляют и смеси дают охладиться, продолжая перемешивать ее. Когда температура упадет до 150—160°, к смеси прибавляют 1 л воды и все вместе перемешивают до тех пор, пока расплавленная масса полностью не растворится. Полученный раствор переносят в 4-литровый стакан, а мешалку и металлический стакан ополаскивают водой (500 мл). Через раствор в течение 1 мин. пропускают сернистый ангидрид (примечание 4); затем реакционную смесь охлаждают до комнатной температуры. После этого смесь подкисляют до кислой реакции на конго, для чего к ней прибавляют около 1 200 мл 6 н. раствора соляной кислоты. Во время прибавления смесь сохраняюг в холодном состоянии путем охлаждения в бане со льдом и перемешивания. Затем смесь охлаждают, светлобурый осадок отфильтровывают, промывают водой (150 мл), охлажденной до 0°, и сушат. Выход ванилиновой кислоты с т. пл. 206—208° составляет 150—160г (89—95% теоретич.) (примечание 5). Препарат можно перекристаллизовать из воды (1200 мл воды па 100 г ванилиновой кислоты). Выход при перекристаллизации составляет 90—9794. Препарат получается почти бесцветным; т. пл 209—210".

1. Эффективную мешалку можно сделать из нихромовой проволоки или из монель-металла. Мешалка должна быть прямоугольной формы и такого размера, чтобы она по высоте равнялась трем четвертям высоты стакана и чтобы зазор между мешалкой и стенками стакана составлял 1—2 мм (рис. 3). Для придания мешалке жесткости проволоки в местах пересечения спаивают. Металлический стакан должен быть прочно укреплен. Чтобы предотвратить слеживание осадка, чрезмерные местные перегревы и вспенивание, реакционную смесь в течение всего процесса необходимо эффективно перемешивать

После этого холодильник и мешалку отъединяют от колбы и ее содержимое переносят в делительную воронку емкостью 500 мл. Затем прибор собирают вновь, но уже без трубки для подачи азота и без хлоркальциевой трубки, и в колбу помещают 175 'мл 30%-ной (по весу) серной кислоты. Не применяя охлаждения, но при энергичном перемешивании с помощью мешалки Гершберга («Синт. орг. прел.», сб. 2, стр. 298, рис. 12), сделанной из нихромовой проволоки, при 1500—1700 об./мин. (примечание 3) к кислоте быстро прибавляют эфирный раствор продукта присоединения коричного альдегида к бромистому магнию. Продолжительность прибавления (5—7 мин.) лимитируется только эффективностью холодильника. Затем колбу нагревают, чтобы поддержать спокойное кипение смеси. Нагревание продолжают в течение такого периода времени, чтобы от начала гидролиза всего прошло 20 мин. После этого содержимое колбы немедленно переносят в 1-литровую делительную воронку; нижний водный слой отбрасывают, а эфирный

уксусной кислоты (примечание 2). Колбу снабжают мешалкой из танталовой или нихромовой проволоки («Синт. орг. преп.», сб. 2, стр. 298, рис. 12)1 и термометром, шарик которого погружен в жидкость. Раствор перемешивают и нагревают до 60°. По достижении этой температуры источник тепла удаляют и к раствору добавляют 820 г сурика (примечание 3) порциями примерно по 50 г, причем каждую следующую порцию прибавляют после того, как исчезнет окраска раствора, вызванная предыдущей порцией. Во время этой операции, которая продолжается в течение30—40 мин., температуру поддерживают около 60—70° (примечание 4), охлаждая колбу снаружи. Процесс можно считать законченным, когда проба раствора даст отрицательную реакцию на присутствие тетраацетата свинца (примечание 5). Тёмнокрасный сиропообразный раствор (который может содержать во взвешенном состоянии небольшие количества сурика и двуокиси свинца) выливают в 2 л воды, находящейся в 4-литровой делительной воронке. Аценафтенолацетат экстрагируют двумя порциями эфира сперва в 350, а затем в 250 мл. Соединенные вместе вытяжки промывают 100 мл воды, а затем 300 мл насыщенного раствора хлористого натрия, после чего их сушат над 50 г безводного сернокислого натрия. Сернокислый натрий отфильтровывают и промывают до тех пор, пока он не станет бесцветным, для чего используют три порции по 50 мл абсолютного эфира. Фильтрат и промывную жидкость помещают в колбу Клай-зена емкостью 500 мл с направленным внутрь боковым отводом и после отгонки растворителя перегоняют ацетат в вакууме. Аценафтенолацетат перегоняется почти целиком при 166—168° (5 лш) (температура бани 180—185°; к концу перегонки температуру повышают до 220°) в виде подвижного масла желтого цвета. Выход составляет 170—175 г (80—82% теоретич.; примечание 6).

Обогревательный элемент 3 состоит примерно из 165 витков нихромовой проволоки диаметром 0,5 'мм, намотанной непосредственно на рубашку Б или, лучше, поверх асбестовых лент, наклеенных по образующей рубашки Б; такое устройство предотвращает сдвиг и короткое замыкание отдельных витков проволоки. Внутренняя обогревательная муфта Б является обязательной, так как обогревательный элемент нельзя наматывать непосредственно на центральную трубку А, в которой находится насадка. Такое упрощение привело бы к отрицательным результатам, так как в значительной степени был бы нарушен равномерный тепловой градиент колонки и сделался бы возможным крекинг в результате

3. Очень удобную печь можно изготовить, если обернуть железную трубу диаметром 40 мм и длиной 90 см асбестовым листом и на асбест намотать около 15 м нихромовой проволоки диаметром 1 мм. Прибор целиком заключают в изоляцию для паровых труб. Температуру регулируют при помощи соответствующего лабораторного автотрансформатора (ЛАТР № 1).

2. Подходящую мешалку можно сделать из латунного 6,5-мил-лимстрового стержня с диском диаметром 25 мм. В диске просверливают четыре отверстия и в каждое отверстие пропускают петлю из нихромовой проволоки диаметром 1 мм. Петли располагают так, чтобы скрученный конец их был обращен к стержню мешалки; каждую из петель скручивают посередине, получая таким образом двойные петли. Затем стержень мешалки пропускают через стеклянную трубку длиной 100 мм, в которую он должен плотно входить. На стеклянную трубку и латунный стержень надевают кусок резиновой трубки. Последняя должна выступать на 3 мм над концом стеклянной трубки, плотно облегая стержень мешалки. Капля глицерина служит в качестве смазки и для создания герметичности. Этот затвор подобен тому, который рассмотрен при описании синтеза дипнона (стр. 225, примечание 1).

1. Хорошая мешалка была получена из толстой нихромовой проволоки, скрученной так, чтобы образовывалось четыре петли (подобно сбивалке для яиц). Оставшиеся после образования петель концы проволоки длиной 5—7 см вставлялись в стеклянную трубку, которая служила осью мешалки.

1. Применяется мешалка типа мешалки Гершберга2, но с одиночной лопастью из нихромовой проволоки диаметром 1—1,5 мм.

В данном случае можно применять промышленные катализаторы гидрирования на основе никеля или цинка. Никелевый катализатор вполне пригоден для переработки сырого альдегидного продукта, не содержащего значительных количеств серы (например, при переработке альдегидного продукта, полученного из а-олефинов от крекинга парафинов, из тримеров пропилена или из фракций крекинг-бензинов южных малосернистых нефтей). Однако высокое содержание серы в сыром альдегидном продукте, полученном из сернистых бензинов термического крекинга, делает непосредственное гидрирование альдегидов над указанным катализатором нецелесообразным, так как катализатор быстро дезактивируется. В данном случае наиболее приемлемо двухстадий-ное гидрирование сырых альдегидов в спирты. На 1-й стадии гидрирования сырые альдегиды насосом высокого давления подаются в реакторы гидрирования, заполненные сульфактивным катализатором. В этих реакторах (при давлении 300 am, температуре 300° С) происходит гидрирование основной части альдегидов в спирты.

В процессе каталитического низкотемпературного риформинга «КОГ» используется высокоактивный никелевый катализатор, на котором конвертируется десульфурированнае углеводородное сырье и пар, подаваемые в отношении около 1:2 в смесь метана, двуокиси углерода и небольшого количества водорода.

Принципиальная разница между различными промышленными процессами газификации заключается в выборе соответствующего катализатора для первой ступени газификации. В процессе «Газинтан» по-прежнему применяется никелевый катализатор с очень высокой активностью и, следовательно, с очень высокой чувствительностью к загрязнению соединениями серы, галогенами, кислородом, свинцом (из тетраэтилсвинца в бензине) и др. Благодаря высокой активности катализатора входная температура смеси паров лигроина с водяным паром на входе в реактор может быть снижена до 400°С. Кроме того, по данным фирмы, минимально допустимое отношение пар-лигроин, используемое в процессе «Газинтан», ниже, чем для конкурирующих процессов,

Присутствие свинца, который входит в тетраэтилсвинец (он может присутствовать как антидетонационная присадка в лиг-роиновом бензине), является в высшей степени нежелательным, так как, по данным изготовителей оборудования, он дезактивирует никелевый катализатор риформинга. Однако на установках с предварительной гидродесульфурацией сырья все соединения свинца будут поглощаться на первой ступени катализа, поэтому маловероятно, чтобы они смогли достичь катализатора риформинга, если, конечно, эти соединения не присутствуют в таких количествах, которые могут полностью вывести из строя первый слой катализатора. В связи с этим опасность свинцового отравления, очевидно, слишком преувеличена. Другие примеси, такие, как хлор и другие галогены, по-видимому, мало или совсем не влияют на катализатор гидроочистки и риформинга, если их содержание невелико (менее 20 ррт). Загрязнение такими включениями (в том числе и свинцом) до сколько-нибудь значительной степени маловероятно.

мер, никелевого катализатора восстанавливается. В случае глубокого отравления рекомендуется пропустить через никелевый катализатор смесь водяного пара и водорода при 800—900 °С в течение 12—28 ч. Следует подчеркнуть, что при отравлении катализатора нарушается кинетический баланс между реакциями образования и удаления углерода, что увеличивает опасность отложения его на катализаторе. Отложение углерода возможно и при недостаточном количестве подаваемого пара (см. гл. III). При конверсии метана, и особенно его гомологов, наиболее опасной зоной отложения углерода является зона с температурой 500—700 °С.'

Отравляющее действие органических сернистых соединений на никелевый катализатор аналогично действии сероводорода, так как в процессе конверсии метана органические соединения серы превращают-,я в сероводород по реакциям

Получение технологического газа для синтеза аммиака и метанола путем конверсии метана парокислородной смесью в промышленном масштабе начало осуществляться в Германии перед второй мировой войной по способу Заксе. Смесь углеводородного газа с водяным паром и кислородом сжигалась в верхнем пустом объеме реактора, после чего газовая смесь с остаточным содержанием метана около 5/? поступала на никелевый катализатор, где при ЭОО°С достигалась практически полная конверсия метана.

По характеру действия ядов процессы отравления делят на обратимые (когда после удаления яда из реакционной смеси отравленный катализатор в контакте с чистыми реагентами восстанавливает свой химический состав и активность) и необратимые (когда активность не восстанавливается без специальной обработки — регенерации или химической переработки). Это деление не является универсальным: один и тот же яд в зависимости от условий может приводить к обратимому или необратимому отравлению каталиаатора данного типа. Так, 1 мг/м3 H2S необратимо отравляет никелевый катализатор гидрирования при сравнительно невысоких давлениях и температурах, в то время как 3—5 мг/м3 H2S обратимо отравляют никелевый катализатор в процессе окисления углеводородов с водяным паром при высоких температурах (>700°С).

Между лабораторным и промышленным синтезом органических соединений имеется ряд принципиальных различий. Например, цена химикатов, использованных в лабораторном синтезе, обычно не имеет решающего значения, поскольку синтез проводится в сравнительно малых масштабах. Поэтому при лабораторном восстановлении кетонов в спирты можно использовать сравнительно дорогой алюмогидрид лития, в то время как в промышленности для этих целей применяют сравнительно дешевые водород и никелевый катализатор. Другим примером дешевого реагента является кислород воздуха, с помощью которого в промышленности осуществляется ряд процессов каталитического окисления. Исходный материал для промышленных синтезов также должен быть дешевым и легкодоступным в больших количествах. Поэтому такой материал в большинстве случаев получают с помощью простейших методов из указанных выше источников сырья, прежде всего из природного газа и нефти. Применяемые растворители тоже должны быть дешевыми, а кроме того (по возможности), негорючими или хотя бы малогорючими. В то время как в лабораторных условиях не составляет проблемы провести синтез с использованием в качестве растворителя нескольких литров диэтилового эфира, применение этого растворителя в промышленном производстве вызывает большие трудности, связанные с его горючестью (складирование больших количеств растворителя, соблюдение строгих предписаний техники безопасности всеми работниками и т. д.), так что он применяется только в исключительных случаях.

Модифицированный скелетный никелевый катализатор использовался также для гидрирования метилэтилкетона до соответствующего карбинола. При этом удалось достигнуть оптического выхода 34Нерассмотренные выше примеры каталитического получения оптически активных веществ относятся к области частичного-асимметрического синтеза, поскольку требуют для своего осуществления вспомогательных природных органических асим-метризующих реагентов. Существует, однако, и другая разновидность асимметрического катализа, относящаяся уже к области абсолютного асимметрического синтеза.

Синтетическое волокно 397 ел. Синтин (Синтетический бензин) 70 Скатол (В-Метилиндол) 594 Скелетный никелевый катализатор 256

Никелевых катализаторов Нисходящему холодильнику Нитробензола нагревают Нитробензол промывают Нитрогруппа находящаяся Начальной ориентации Нитросоединения содержащие Нитрования нафталина Нитрования органических