ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Гидрогенизация из "Технология органического синтеза" Гидрогенизация — многоступенчатый процесс, включающий гидрирование органической массы угля (ОМУ) водородом и последующий крекинг образующихся продуктов. Процесс проводят прн нагревании исходного сырья под давлением водорода в присутствии катализаторов. В случае твердых горючих ископаемых, представляющих собой высокополимерные вещества, в систему вводят растворитель. [c.45] Первые попытки гидрирования каменного угля с целью получения жидких продуктов относятся к периоду 1914—1918 гг. Но лишь в начале 1930-х годов в эксплуатацию была введена первая опытно-промышленная установка гидрогенизации углей. К 1938 г. производительность этой установки достигла 350 тыс. т в год синтетического бензина. К середине 1940-х годов мощность установок гидрирования в Европе составила уже около 5,5 млн. т в год моторных топлив. Таким образом, за сравнительно короткий срок одна из сложнейших проблем органического синтеза — получение моторных топлив из ненефтяного сырья — была успешно решена. [c.45] Технологические схемы гидрогенизационных заводов, производящих моторные топлива из угля, отличались сложностью, высокой трудоемкостью и низким коэффициентом полезного действия процесса. Энергетический к. п. д. гидрогенизационных заводов не превышал 28—36%. Кроме того, вследствие направленности только на производство моторных топлив в этих схемах не учитывались те большие возможности, которые заложены в процессе гидро-генизационной переработки углей в различное углеводородное сырье для синтезов. [c.45] В разработке теоретических основ процесса гидрогенизации твердых топлив большие заслуги принадлежат советским ученым А. Д. Петрову, М. С, Немцову, И. Б. Рапопорту, Д. И. Орочко, В. И. Каржеву, А. В. Ло-зову II др., которыми было установлено, что из продуктов гидрогенизации могут быть выделены фенолы, азосодержащие основания, ароматические углеводороды и другие ценные соединения. [c.45] Сложность и многообразие протекающих при деструктивной гидрогенизации реакций, т. е. при гидрировании с последующим расщеплением, не позволяют провести их полную систематизацию и установить соответствующие закономерности. Рещение этой задачи возможно путем изучения механизма превращений отдельных классов соединений, входящих в состав исходного сырья. [c.45] Олефины. В условиях деструктивной гидрогенизации основной реакцией превращения олефинов является их гидрирование в соответствующие парафины и практически не протекает полимеризация олефинов, так как скорость их гидрирования значительно выше скорости полимеризации. В условиях деструктивной гидрогенизации возможна циклизация олефинов с образованием ароматических углеводородов — циклодегидрогенизация. Этот процесс протекает в присутствии оксидных катализаторов. [c.46] Циклоолефины в условиях деструктивной гидрогенизации подвергаются циклогидрогенизации с образованием циклопарафинов. Реакции полимеризации циклоолефинов протекают в незначительной степени. [c.46] раскрытие бензольного кольца (дециклизация) с образованием парафинов и отщепление боковых групп (от толуола — метильной, от этилбензола—этильной). В табл. 1.9 приведены результаты деструктивной гидрогенизации бензола, толуола и этилбензола при 400°С, 14 МПа и продолжительности реакции 1—2 ч в присутствии МоЗг. [c.48] Многоядерные ароматические углеводороды при гидрогенизации ведут себя аналогично нафталину. При температурах до 300 °С можно получить продукты полного гидрирования ароматических структур. При более высоких температурах гидрирование сопровождается деструкцией. Вначале происходит гидрирование одного или нескольких ядер, затем следует расщепление гидрированных ядер, и в результате образуются бензол и алкилбензолы или соответствующие производные циклогексана. [c.49] Направление реакции зависит от применяемого катализатора и условий процесса. [c.49] Азотсодержащие соединения в процессе гидрогенизации вначале подвергаются гидрированию, а затем от полученных продуктов отщепляется азот в виде аммиака. При более глубоком гидрировании возможно образование насыщенных углеводородов, а также вторичных и третичных аминов. При гидрировании полициклических азотсодержащих соединений вначале насыщается водородом кольцо, содержащее атом азота оно же в первую очередь подвергается деструкции. В результате получаются ароматические углеводороды, аммиак и циклические амины. [c.49] Серосодержащие соединения менее стабильны, чем кислородсодержащие, они вначале гидрируются, а затем подвергаются расщеплению с образованием низкокипящих углеводородов и сероводорода. [c.49] Состав продуктов гидрогенизации. В результате проведенных в последние годы исследований удалось значительно упростить технологическую схему гидрогенизации, снизить стоимость аппаратуры высокого давления за счет конструктивных усовершенствований и применения новых катализаторов. Эти исследования позволили усовершенствовать чисто топливные схемы гидроге-низационной переработки углей и разработать новые, более эффективные, позволяющие получать значительные количества ценных химических продуктов за счет снижения выхода моторных топлив. Из широкой фракции жидкофазного гидрогенизата были выделены значительные количества фенолов, азотсодержащих соединений и ароматических углеводородов. Содержание этих соединений зависит от условий процесса гидрогенизации, применяемого катализатора и свойств угля. [c.50] Для выделения фенолов из жидкофазного гидрогенизата при дистилляции выделяют фракции 160—210 °С и 210—325 °С. Из первой фракции фенолы извлекают, обрабатывая ее гидроксидом натрия или экстрагируя метанолом различной концентрации. Выделенные сырые фенолы разгоняют под вакуумом на соответствующие фракции. Вторую фракцию, содержащую в основном полиалкилфенолы, подвергают гидрогенолизу и получают фенолы и крезолы. [c.50] Азотсодержащие соединения, входящие в состав широкой фракции жидкофазных гидрогенизатов, состоят из пиридина, пиколинов, лутидинов, ацетонитрила, анилина и других соединений. Одним из методов извлечения из легких фракций гидрогенизата пиридиновых оснований является обработка их 15— 20%-ным раствором серной кислоты с последующим разложением сернокислотной вытяжки щелочью. Выделенные сырые пиридиновые основания разгоняют на фракции пиридиновую, пиколиновую и лутидиновую. [c.50] Вернуться к основной статье