Гидрирование каталитическое механизм

В этой главе рассмотрено каталитическое гидрирование циклоалкенов и ароматических углеводородов ряда бензола. Изучение этих реакций тесно связано, так как многие исследователи считают, что образование циклоалкенов является промежуточной стадией гидрирования аренов поэтому, не зная закономерностей гидрирования циклоалкенов, трудно разобраться в механизме превращения алкилбензолов в соответствующие циклоалканы. Хотя эта точка зрения и не является общепризнанной, она заслуживает серьезного внимания. [c.20]

Катализ первого класса, сокращенно называемый электронным катализом , осуществляется на твердых телах — проводниках электрического тока (металлах и полупроводниках). Эти тела обладают рядом общих физико-химических свойств, связанных с наличием в них подвижных электронов. Для тел-проводников характерна электропроводность, окраска (т. е. заметное поглощение света в видимой области спектра), термоэлектронная эмиссия и внешний фотоэффект. К этому классу относятся каталитические реакции окисления, восстановления, гидрирования, дегидрирования, объединяемые в тип гемолитических. Все они сопровождаются разделением электронов в электронных парах молекул. Общий механизм действия катализатора сводится при этом к облегчению электронных переходов в реагирующих молекулах за счет собственных электронов катализатора. [c.13]

В монографии систематизированы литературные и собственные данные авторов о ряде наиболее важных превращений углеводородов в присутствии металлсодержащих катализаторов. Изложены современные представления о стереохимии каталитических превращений циклических углеводородов (гидрирование, конфигурационная изомеризация, гидрогенолиз), рассмотрены чрезвычайно важные в практическом и теоретическом отношении реакции С5- и Сб-дегидроциклизации алифатических и алкилароматических углеводородов, а также механизмы указанных реакций. [c.2]

ВОДОРОДА ПАРА-ОРТО-ПРЕВРА-ЩЕНИЕ (пара-орто-конверсия) — превращение молекул водорода в зависимости от условий из одной формы в другую. Существование двух модификаций молекулярного водорода связано с различной взаимной ориентацией ядерных спинов атомов и, следовательно, с различными значениями вращательных квантовых чисел. В молекулах параводорода (л-На) ядерные спины антипараллельны и вращательные квантовые числа четные. В молек лах ортоводорода (0-Н2) спины параллельны и квантовые числа нечетные. Пара- и ортоводороды имеют разные теплоемкости, теплопроводности упругости пара, температуры плавления и др. На равновесное соотношение между числом орто- и пара-молекул и механизм превращения значительно влияет температура, наличие атомарного водорода, катализатор, природа растворителя и др. Пара-орто-превращение характерно также для дейтерия и трития. Способность молекул водорода к орто-пара-превращению используют для изучения механизма изотопного обмена водорода, гидрирования, каталитического окисления водорода и др. [c.57]

Выбор катализатора риформинга определяется механизмом реакций, протекающих на нем. Реакции гидрирования и дегидрирования протекают по окислительно-восстановительному механизму и катализируются металлами, реакции изомеризации и гидрокрекинга протекают по ионному механизму и катализируются кислотами. Поэтому, в каталитическом крекинге используются бифункциональные катализаторы состава Ме -Ь -ЬА120з , где Ме = молибден, платина, рений, А12О3 — катализатор изомеризации, промотируемый фторидами или хлоридами металлов, являющийся одновременно носителем. [c.144]

Проведено большое количество исследований для выяснения природы промежуточных частиц, образующихся в ходе каталитического гидрирования, и механизма реакций. Эти исследования привели к ряду важных результатов. Из реакционных смесей удалось выделить и идентифицировать промежуточные гидридные и а-алкильные производные переходных металлов, соответствующие ст- и я-алкенильные комплексы, а также п-моно- и диолефиновые комплексы металлов. [c.95]

Ранее уже указывалось, что активность катализаторов гидрирования снижается в присутствии соединений азота и кислорода. Опыты, в которых цетеновое число дизельного топлива повышалось после гидрирования на ШЗг-катализаторе, показывают, что аммиак или соединения азота в этом случае могут действовать благоприятным образом, так как они снижают скорость разложения в большей степени, чем скорость самой реакции гидрирования. Активность У52-катализатора в отношении реакции деструктивного гидрирования заметным образом не меняется при добавлении азотистых оснований (анилин), пока содержание азота в сырье не достигнет 0,02%. Увеличение содержания органического азота в сырье до 0,05% заметно уменьшает скорость деструктивного гидрирования. Чтобы сохранить степень конверсии в бензин такой же, как и в случае, когда анилин не добавлен, температуру реакции следует увеличить приблизительно на 20° С. По сравнению с активными катализаторами деструктивного гидрирования, нанесенными на отбеливающую глину в качестве носителя, У52-катализатор менее чувствителен к соединениям, из которых образуется ЫНз эти активные катализаторы обладают более слабой гидрирующей активностью. Однако У32-катализатор более чувствителен к указанным соединениям, чем катализатор Мо-2п-М . По-видимому, на эффективность деструктивного гидрирования по механизму с участием иона карбония особенно влияет аммиак или органические соединения. азота. Аналогичным образом теряют свою активность в присутствии соединений азота катализаторы каталитического крекинга. [c.278]

Особенности строения, приводящие к гидрированию, и механизм этой реакции подробно обсуждались . Гомогенно-каталитическое гидрирование двойной связи протекает также в присутствии карбонилов родия, иридия (см, [c.22]

О протекании каталитического гидрирования по механизмам (11) и (11а) свидетельствует также образование дейтероолефи-нов и парафинов с различным содержанием дейтерия (от о до [c.13]

При рассмотрении конкретных результатов каталитического гидрирования дизамещенных циклоалкенов следует учитывать особенности пространственного строения исходных и конечных продуктов. Такой подход в ряде случаев открывает новые возможности для выяснения механизма реакции. [c.21]

В жидкой фазе молекулы растворителя, адсорбируясь на поверхности катализатора, непосредственно влияют на ее состояние, заряд, свободную энергию и распределение электронов на поверхностных уровнях. Наличие жидкой фазы ох еделяет возможность протекания реакций каталитического гидрирования и окисления по электрохимическому механизму, т. е. путем прямого перехода электронов реагирующих молекул к электроду-катализатору [74, 75]. Близость каталитических и электрохимических жидкофазных процессов позволяет широко применять электрохимические методы при исследованиях состояния катализатора в ходе реакции, механизма реакции и кинетики процессов. Особенно много в этом направлении сделано Сокольским [75, 76]. [c.42]

Из литературных данных можно сделать вывод, что гид 5ирование водородом в момент выделения (в щелочной среде) или с помощью комплексных гидридов (LiAlH4,>LiBH4—механизм SN2) идет в соответствии с правилом Марковникова — Красуского. Наоборот, гидрирование каталитически возбужденным водородом идет вопреки этому правилу. [c.425]

Положение о том, что лишь один атом металла принимает участие в образовании я-частицы, не означает отсутствия влияния остальных атомов поверхности. Специфичность металла проявляется в сравнительной легкости образования с- и я-частиц, а его кристаллическая упаковка влияет на природу орбиталей, предоставляемых металлом для образования я-связей. По легкости формирования я-комплексов металлы УП1 группы располагаются в ряд Р(1 Р1 > N1 > КЬ [15]. По мнению Го, Руни и Кемболла [15], образованием и разложением промежуточных я-связанных металлорганических комплексов объясняется каталитическая активность переходных металлов во многих реакциях углеводородов гидрирования, дегидрирования, дейтерообмена, изомеризации, конфигурационной изомеризации и крекинга. Приведенные ниже примеры иллюстрируют распространившуюся тенденцию объяснять механизмы самых разнообразных реакций углеводородов с помощью я-комплексов. Учитывая сказанное выше, можно думать, что в случае бензола более энергетически выгодной, а следовательно, и более вероятной является модель XX. Руни [21] изображает гидрирование бензола как процесс [c.53]

Если теперь вернуться к рассмотрению механизма влияния алкильных групп в бензоле, то следует в первую очередь отметить, что их накопление приводит к уменьшению потенциала ионизации и увеличению электронодонорности кольца, а это облегчает образование Л-комплексов. Следовательно, стабильность я-комплексов возрастает от бензола к мезитилену. Между тем считают , что гидрирование протекает тем легче, чем устойчивее комплекс катализатора с гидрируемым веществом. Данные, полученные при гидрировании на каталитических системах триэтилалюминий — ацетилацетонаты железа и никеля, подтверждают это предположение. Однако в случае каталитических систем триэтилалюминий — ацетилацетонаты хрома и молибдена увеличение числа алкильных групп л бензольном кольце приводит к увеличению кажущейся энергии активации, хотя устойчивость я-комплексов при этом должна расти в том же ряду (рис. 8). [c.147]

Механизм каталитического гидрирования моносахаридов мож- [c.67]

При деструктивном гидрировании, как и при каталитическом крекинге, в газообразных продуктах преобладают бутаны (до 80%). Это является подтверждением механизма ступенчатого разрыва колец. [c.424]

П. Механизм активации водорода, азота и кислорода на поверхности металлических катализаторов. Превращение о = Н2 р = Н2 реакции с тяжелым водородом. Механизм активации непредельных соединений при гидрировании. Каталитическая активность металлов. Работы Г. К. Ворескова. Полугидрированные формы. Работы Бяки, Элея. Кинетика и механизм каталитического гидрирования в жидкой фазе. Активная форма водорода при гидрировании. Значение параметров решетки катализаторов и ориентации кристаллов. Механизм синтеза аммиака на железных катализаторах. Преобладание энергетических факторов для реакции синтеза аммиака. Работы М. И. Темкина, [c.218]

Очевидно и механизм гидрирования аналогичен механизму дегидрирования.. Например, гидрирование бензола может происходить по схеме (67), но в обратном порядке (справа налево) через образование л-комплексов. В литературе по гидрированию чаще можно найти выводы о связи каталитической активности окисных и сульфидных катализаторов со структурой и параметром их кристаллической решетки. В главе 3, 1 указывалось, что на MoOg возможна дублетная, а на MoSj да>ре секстетная модель гидрогенизации. Для проверки этих положений необходимо обследование значительно более широкого круга окислов и сульфидов. Следует также учесть, что в цитированных выше работах каталитическая активность не относилась к единице новерхности катализаторов и поэтому достоверность их невелика. [c.130]

Последняя стадия определяет скорость всего процесса. Для реализации этой стадии необходимо, чтобы, во-первых, разряд водородных ионов протекал беспрепятственно (или во всяком случае егче, чем разряд восстанавливаемых частиц) и, во-вторых, присоединение атома водорода к частиц(з Ох совершалось с меньшими затруднениями, чем рекомбинация двух водородных атомов. Эти условия лучше всего должны выполняться на металлах групп платины и железа, а также на других металлах, у которых рекомбинация водородных атомов или является замедленной стадией, или протекает с малой скоростью. Накопление водородных атомов на поверхности этих металлов в ходе их катодной поляризации способствует быстрому протеканию реакции гидрирования. Электрохимическое восстановление при подобном механизме становится сходным с процессом каталитического гидрирования с той разницей, что атомы водорода в первом случае поставляются током, а во втором — диссоциацией молекулярного водорода иа поверхности катализатора. В согласии с уравнением реакции (21.15) для илотности тока, идущего на реакцию восстановления, можно наиисать следующее выражение [c.438]

Процессы гидродеароматизации направлены на удаление ароматических углеводородов из прямогонных фракций и легкого газойля каталитического крекинга путем перевода их в нафтены с целью получения компонентов реактивных топлив и растворителей. Для гидрирования ароматических углеводородов использовали никельвольфрамсульфидные катализаторы, обладающие низкой активностью. Для повышения гидрирующей способности к обычным катализаторам добавляли или Р(1, гидрирующие способности которых на один-два порядка выше сульфидов Мо и №. В присутствии электроноакцепторной матрицы-цеолита металлический катализатор защищается от отравления сернистым ядом. Возникновение дефицита электронной плотности на атомах металла, взаимодействующих с сильнокислотными протонными центрами носителя по донорно-акцеп-торному механизму, сдвигает равновесие сульфидирования влево. Электроноакцепторная защита эффективна для металлов групп и Рс1 при содержании серы в сырье до 0,5%. Избыточная расщепляющая активность катализатора, возникающая в результате введения Р1, может быть подавлена селективной щелочной обработкой катализатора. Электроноакцепторная защита металла реализована в катализаторах гидродеароматизации ГТ-15 и ГТ-15М. Эти катализаторы обеспечивают высокую степень гидрирования при содержании серы в сырье до 0,5%. Для продуктов с более высоким содержанием серы применяют катализаторы типа 269 и 269М в оксидной форме и НВС-30 в сульфидной форме системы Mo(W), Перечисленные катализаторы позволяют снизить давление процесса до 5 МПа без изменения степени гидрирования при удвоенной объемной скорости. [c.179]

Основные отличия гидрокрекинга от каталитического крекинга заключаются в том, что общая конверсия парафинов выше в первом процессе, чем во втором. Это обусловлено легкостью обра — зс вания алкенов на гидро — дегидрирующих центрах катализаторов ГР дрокрекинга. В результате наиболее медленная и энергоемкая стадия цепного механизма — инициирование цепи — при гидрокрекинге протекает быстрее, чем при каталитическом крекинге без вс дорода. Катализаторы гидрокрекинга практически не закоксо — В1 шаются, так как алкены подвергаются быстрому гидрированию и н< успевают вступать в дальнейшие превращения с образованием продуктов полимеризации и уплотнения. [c.226]

Применительно к процессам каталитического гидрооблагораживання остатков знание общих закономерностей превращения отдельных гетероатомных соединений может быть полезно только в части того, что, например, сера из любого серусодержащего соединения удаляется в виде сероводорода, азот из азотсодержащих соединений удаляется в виде аммиака, кислород из кислородсодержащих компонентов в виде воды и пр. Скорость тех или иных реакций превращения гетероатомных соединений может быть оценена лишь косвенно на основе изучения элементного состава сырья и продуктов, а также замером количества вьщелив-шегося сероводорода, аммиака, воды, высадившихся металлов на поверхность катализатора. Интенсивность реакций гидрирования может быть оценена также косвенно по изменению содержания водорода и углерода в жидких продуктах реакции. В связи с этим, для выявления эффективности процессов каталитического гидрооблагораживання нефтяных остатков может быть применен принцип оценки брутто-реакций . Однако, ввиду многообразия остатков, выделенных из различных типов нефтей, характеризующихся различным содержанием компонентов с надмолекулярной структурой (асфальтенов, смол), знание только данных по элементному составу недостаточны. Механизм превращения нефтяных остатков тесно связан со структурными изменениями сырья при нагреве и контакте с каталитической поверхностью. [c.47]

В условиях каталитического гидрооблагораживання удаление кислорода происходит из кислородсодержащих соединеш1Й за счет их восстановления до соответствующих углеводородов. Механизм их гидрирования такой же, как и для азотсодержащих соединений [37]. Например, если предположить, что кислород удаляется из фенолов или бензофурана, то вначале потребуется насыщение аренового кольца и расход водорода составит 4-6 моль на моль образующейся воды. [c.56]

Успехи органического катализа на современном этапе неотделимы от общего уровня развития органической химии. В частности, конформационные представления с успехом используются при изучении тонких деталей механизма гетерогенно-каталитических реакций, например некоторых стереохимических превращений углеводородов. В связи с этим в книге даются необходимые сведения о конформационной теории, приведен ряд примеров ее использования для трактовки механизма некоторых каталитических реакций углеводородов. В книге рассмотрены и обсуждены наиболее распространенные механизмы гидрирования циклоалкенов и ароматических углеводородов, а также каталитические реакции конфигурационной изомеризации стереоизомерных ди-и полиалкилциклоалканов и гидрогенолиза циклоалка-нов, содержащих от трех до пятнадцати атомов углерода в цикле. [c.7]

Однако в случае З-грег-бутил-2-метилциклогексена каталитические пространственные затруднения за счет объемистой грег-бутильной группы в аллильном положении играют значительно большую роль, чем торсионное угловое напряжение между метильной и грет-бутильной группами. В результате образование цис-формы при гидрировании этого соединения теоретически становится предпочтительнее, что согласуется с экспериментом. Это отличный пример конформационного подхода к объяснё нию механизма каталитической реакции. Было бы также интересно дать конформационное объяснение необычно низкому выходу ис-формы при гидрировании [c.28]

Бударом с сотр. [40, 41] при изучении механизма каталитического гидрирования циклогексена на Pt/Si02 (в газовой фазе) и на Р(1/8 02 и Р(3/А120з (в газовой и жидкой фазах) установлено, что [c.34]

Первое промышленное использование катализатора было осуществлено в 1746 г. Дж. Робеком при камерном получении серной кислоты. В то время Берцелиус еще не ввел термина катализ , это произошло в 1836 г. Раннее развитие катализа в 800-е гг. происходило в промышленной неорганической химии и было связано с процессами получения диоксида углерода, триоксида серы и хлора. В 1897 г. П. Сабатье и Ж. Сандеран обнаружили, что никель является хорошим катализатором гидрирования. В своей книге Катализ в органической химии П. Сабатье [3] рисует блестящие перспективы развития катализа в начале XX в. В это время еще трудно было ответить на вопросы о переходных состояниях, адсорбции и механизмах каталитических реакций, но Сабатье уже ставил правильные вопросы. Оказалась плодотворной его идея о временных, неустойчивых промежуточных соединениях, образующихся при катализе. Он жаловался на неудовлетворительное состояние знаний, но уже в пе-риод с 1900 по 1920 г. появились успехи во многих областях науки. Это было время Оствальда, Гиббса, Боша, Ипатьева, Эйнштейна, Планка, Бора, Резерфорда и др. Незадолго до 1900 г. свой вклад в органическую химию внесли такие ученые, как Э. Фишер, Кекуле, Клайзен, Фиттиг, Зандмейер, Фаворский, Дикон, Дьюар, Фридель и Крафте. [c.14]

Если предположить, что над алюмосиликатами происходит подобная изомеризация олефинои в нафтены и при более высоких температурах (выше 3,50 С), то отпадает необходимость объяснять механизм каталитической очистки процессом гидрирования, так как изомеризатщя олефинов в соответствующие нафтены не должна сопровождаться снижением выходов бензиновой фракции и в то lite время может приводить к резкому уменьшению йодного числа, т. е. внешне будут наблюдаться те н е явления, какие и имеют место при каталитической очистке. Однако мы не располагаем прямым доказательством преимущественного протекания реакции гидрирования олефинов или реакции изомеризации олефинов в нафтены. [c.111]

Каталитический риформинг протекает на активных центрах двоякого рода металлических и кислотных. Металлические центры (платина или ш. 1тина, промотированная добавками хЛора и металлов, например рения, иридия, олова, редкоземельных элементов), ускоря ют реакции дегидрирования парафинов в олефины, нафтенов в арома тические, диссоциацию молекулярного водорода, подаваемого извне гидрирование и содействуют дегидроциклизации и изомеризации Кислотные центры, расположенные на носителе - хлорированном оксиде алюминия, способствуют реакциям изомеризации олефинов циклизации и гидрокрекинга по карбоний-ионному механизму. [c.139]

В основе представлений о механизме изомеризации ароматических углеводородов лежат некоторые наблюдения. Так, установлено, что изменение условий каталитического риформинга в направлении, благоприятствующем гидрированию ароматических углеводородов (повышение давления, понижение температуры) способствует увеличению скорости их изомеризации [20, 86]. Другой фактор — значительное ускорение реакции изомеризации этилбензола при предварительном его гидрировании в этилциклогексан [86]. На этом основании полагают, что изомеризация ароматических углеводородов на бифункциональных платиновых катализаторах проходит при участии циклоиарафинов в качестве промежуточных продуктов. реакции. [c.47]

Ряд важнейших реакций каталитического риформинга протекает по бифункциональному механизму, в соответствии с которым отдельные стадии одной и той же реакции идут на металлических или кис-и лот ыо 1.центрах.. М етадллк-щалщиру т ,реакции дегидрирования ,п9,- у рафинов в олефины, ц клопарафиноб в циклоолефины и шестичленных нафтенов в ароматические углеводороды. Непредельные углеводороды (продукты изомеризации и гидрокрекинга), мигрирующие с кислотных центров на металлические, подвергаются на них гидрированию. [c.59]

С целью выяснения механизма реакций каталитического гидрирования (дегидрирования) в процессе исследований используют различные методы электропарамагнитный резонанс и спектрометрический метод — для идентификации промежуточных соединений инфракрасно-спектроскопический — для исследования адсорбированного состояния, обычные методы изучения активированной адсорбции и кинетики химических превращений. [c.207]

Реакции углеводородов при каталитическом крекинге протекают ио ценному карбкагиониому механизму. Наряду с крекингом углеводороды в условиях процесса вступают и реакции алкилирования, изомеризации, полимеризации, гидрирования и деалки-лирования. [c.245]

Изучение механизма реакции показало, что гидрогенолиз С—8-связей сераорганических соединений в условиях избирательного каталитического гидрирования идет с промел уточпым образоваппем меркаптана. Количественное содери анне меркаптанов в продуктах гидрирования различных сераорганических соединений было раз- [c.416]

Реакции гидрокрекинга очень сложны наряду с расщеплением и гидрированием протекают изомеризация, разрыв и нерегруппи-ровка циклов, алкилирование, гидродеалкилирование и др. Механизм гидрокрекинга сходен с механизмом каталитического крекинга, но усложнен реакциями гидрирования. Гидрокрекинг алканов низкой молекулярной массы при гидрировании нефтяных фракций нежелателен, так как приводит к образованию легких углеводородов, вплоть до метана. При переработке высококипящих фракций и нефтяных остатков гидрокрекинг алканов желателен, так как в результате образуются углеводороды, по температуре кипения соответствующие светлым нефтепродуктам. Такие реакции протекают под давлением и в присутствии окисных или сульфидных катализаторов. [c.210]

На основании большого числа наблюдений над свойствами платины и палладия он считал, что переносчиками водорода являются окислы, так как Р1- и Рё-катализаторы при гидрировании быстро утомляются, но легко регенерируются после продувания воздуха илп просто вынесения на воздух катализаторы активны лишь тогда, когда они содержат связанный кислород. Эта мысль была выражена им в парадоксальной фразе без кислорода нет гидрирования . Он принимал, что каталитически активная платина имеет формулу РЮа и с водородом дает стабильное соединение Н2РЮ2 таким образом механизм гидрирования заключается в следующем [c.425]