Фтористый водород как катализатор применение в промышленности

Процесс алкилирования изобутана олефинами, преимущественно бутиленами, разработанный с применением в качестве катализатора серной кислоты и позднее фтористого водорода, был быстро внедрен в промышленность. Первые промышленные установки серно-кислотного алкилирования были введены в эксплуатацию в конце 30-х годов, а фтористоводородного алкилирования — в 1942 г. Целевым продуктом процесса был вначале исключительно компонент авиационного высокооктанового бензина, и лишь в послевоенные годы алкилирование стали использовать для улучшения моторных качеств товарных автомобильных бензинов. [c.80]

Заметим, что гомогенный катализ, сыгравший большую роль па заре развития химической промышленности (например, первый промышленный способ получения серной кислоты — нитрозный — был основан на использовании гомогенного катализатора), а затем уступивший во многих случаях свое место гетерогенному катализу, сейчас получил новую большую область применения в процессах полимеризации, где используются катализаторы в виде фтористого водорода, летучих соединений бора и многие другие. В процессах полимеризации ненасыщенных углеводородов, лежащих в основе промышленного получения различных полимерных материалов, применяются сложные гомогенные и гетерогенные катализаторы, состоящие из хлористого титана и триэтилалюминия, и другие. [c.187]

Как серная кислота, так и фтористый водород нашли широкое промышленное применение как катализаторы алкилирования изобутана пропеном и бутенами. [c.128]

Фтористый водород применяется в качестве катализатора при проведении органических реакций всего лишь около десяти лет. В настоящее время фтористый водород получил широкое промышленное применение, однако общее число работ, опубликованных в этой области, все еще мало. Это объясняется техническими трудностями при работе с ним в научно-исследовательских лабораториях учебных заведений, откуда выходит большинство научных публикаций. Настоящая статья не преследует цели пол-його литературного обзора работ, посвященных применению фтористого водорода в качестве катализатора, а также рассмотрения химизма органических реакций и подробного описания свойства продуктов реакций. Автор попытался лишь обсудить значение свойств фтористого водорода с точки зрения использования его в качестве катализатора, описать методику, применяемую при работе с ним, рассмотреть различные типы реакций, а также оцепить достоинство и недостатки фтористого водорода по сравнению с другими катализаторами, применяемыми для приготовления тех же продуктов. В статье сделана также попытка рассмотрения механизма каталитического действия фтористого водорода. [c.223]

Преимущества фтористого водорода для применения его в большом масштабе отмечались еще до того, как он был использован в промышленности I51]. Благодаря низкой температуре кипения обычные трубопроводы могут обеспечить передачу фтористого водорода в виде жидкости или газа низкая вязкость фтористого водорода позволяет пользоваться трубопроводами, вентилями и вспомогательными приспособлениями малых размеров. Вследствие малого молекулярного веса фтористого водорода (1 кг HF содержит 50 г-молей) небольшое количество его по весу обладает относительно большим запасом химической энергии. Это опять-таки позволяет работать в сосудах небольшой емкости. Низкая вязкость фтористого водорода в сочетании с низким поверхностным натяжением приводят к тому, что его смеси с углеводородами легко расслаиваются, в связи с чем время отстаивания может быть сокращено, а отстойники могут быть сделаны меньших размеров. Все эти преимущества имеют значение как в отношении проектирования и постройки аппаратуры, так и с точки зрения ее эксплуатации. Сочетание технических преимуществ фтористого водорода с указанными выше его химическими преимуществами как катализатора свидетельствует о больших потенциальных возможностях его использования в промышленности. [c.248]

Фтористый водород, как активный катализатор многих химических процессов, уже освоен промышленностью. По нашим рекомендациям он был применен в промышленном производстве как катализатор при переработке пиролизных смол [19, 20] и проведены полупромышленные работы по гидро-дегидрополимеризации канифоли в присутствии НР [21]. Большой опыт работы с фтористым водородом позволил нам предложить принципиальную технологическую схему производства алкилирования толуола пропиленом (рис. 7), [c.76]

Каталитическое алкилирование требует более мягких условий, чем термическое. В качестве катализаторов предложено много соединений, но широкое промышленное применение получили лишь серная кислота и фтористый водород. [c.20]

Каталитическое действие галоидных солей алюминия и фтористых соединений, а также механизм изомерных превращений гомологов ароматических углеводородов g подробно рассмотрены в монографиях [3, 4]. Галоидные соли алюминия в промышленных установках изомеризации применения не нашли. Это объясняется их высокой коррозионной агрессивностью в присутствии влаги и сложностью регенерации. Применение в качестве катализатора фтористого водорода в смеси с трехфтористым бором позволило разработать эффективный процесс изомеризации. Однако наибольшее распространение в промышленной практике получили катализаторы на основе окиси алюминия и алюмосиликатов. [c.152]

Изменяя состав исходного сырья, можно регулировать соотношение выпускаемого бензола и ксилолов, что значительно увеличивает гибкость установки диспропорционирования. В качестве катализаторов процесса диспропорционирования f 0 изучались хлористый алюминий, фтористый водород и трехфтористый бор, окись алюминия, а также аморф- ные и кристаллические алюмосили- = каты. В промышленности нашли применение только гетерогенные катализаторы. Процесс диспропорционирования можно проводить при атмосферном давлении и под давлением водорода. [c.279]

В современной химической промышленности все шире распространяется применение безводного фтористого водорода в качестве катализатора для различных процессов органического синтеза. Его уже давно с успехом использовали, например, для проведения алкилирования в ароматическом ряду [86]. [c.327]

Предложенная технологическая схема алкилирования ароматических соединений с применением фтористого водорода имеет целый ряд преимуществ. Простота технологического оформления, легкость регенерации катализатора, легкая его транспортабельность по схеме, применение для аппаратурного оформления дешевого материала (сталь-3), незначительная коррозия аппаратуры, отсутствие промывных сточных вод и в конечном счете высокая производительность позволяют рекомендовать этот процесс для промышленного использования. [c.78]

В атомной технике фтористый водород применяется для получения шестифтористого урана. Жидкий фтористый водород используется как катализатор в процессах алкилировання в нефтепереработке. Фтористоводородная кислота широко применяется для травления нержавеющей стали, а также для обработки руд и очистки некоторых редких метал- лов (ниобия, тантала, бериллия), производство которых выросло в связи с применением их в оборонной промышленности. [c.414]

Фтористый водород имеет также ряд других преимуществ, которые делают его применение весьма желательным как в лабораторных, так и в промышленных процессах. В соответствующих условиях побочные реакции могут быть сведены к минимуму, благодаря чему достигаются высокие выходы чистых продуктов реакции. Применение фтористого водорода позволяет использовать в препаративных целях те реакции, которые не идут под действием обычных катализаторов или являются экономически невыгодными. [c.32]

В течение ряда лет фтористый водород все больше внедряется в промышленность тяжелого органического синтеза как катализатор алкилирования, проводимого в крупных масштабах для производства моторного топлива. Основанием для этого были различные причины. Применение серной кислоты как катализатора алкилирования дает лучшие результаты при переработке изобутапа и к-бутена. При использовании пропепа в качестве алкилирующего агента значительно увеличивается расходный коэффициент по кислоте, тогда как этилен реагирует настолько плохо, что этот процесс технически не целесообразен. Алкилирование изобутапа этиленом [c.327]

Фтористый водород применяется как катализатор для органи- ческих химических реакций всего лишь около десяти лет. Хотя за это время он получил очень широкое промышленное применение, общее число опубликованных работ по этому вопросу невелико. Это объясняется техническими трудностями работы с фтористым водородом в лабораториях высших учебных заведений, являющихся источником большинства научных статей. В настоящей статье не ставится задачей дать полный литературный обзор или исчерпывающе рассмотреть органическую химию реакций или продуктов. Автор стремился рассмотреть важные для катализа свойства фтористого водорода, аппаратуру, применяемую при его использовании, значение реакций и их типы, основные закономерности, достоинства и недостатки по сравнению с другими катализаторами при производстве одних и тех же продуктов и механизм его действия. [c.242]

Число известных реакций, катализируемых фтористым водородом, быстро увеличивалось, и в 1939—1940 гг. уже было опубликовано много интересных работ, посвященных этому вопросу, а некоторые промышленные компании запатентовали использование фтористого водорода в качестве катализатора в промышленности. Вторая мировая война задержала научные исследования, но ускорила применение фтористого водорода в промышленности. Наиболее важным практическим применением фтористого водорода следует признать использование его в качестве катализатора в процессе алкилирования углеводородов нефти. Сразу же после решения инженерных проблем быстро было организовано крупное производство авиационного топлива с использованием фтористого водорода в качестве катализатора. Вскоре большую часть авиационного алкилата стали изготовлять именно этим способом. В настоящее время потребность в авиационном алкилате сократилась. Однако часть этих производств все же продолжает работать. Наряду с этим большое значение приобрело промышленное использование фтористого водорода как катализатора реакций с участием ароматических соединений. [c.224]

Из вышесказанного следует, что фтористый водород можно применять в большом числе реакций, проводимых в самых различных условиях. Во всех случаях, когда он может быть использован, его следует предпочесть другим катализаторам, что обусловлено значительными преимуществами. Каталитическая активность фтористого водорода была обнаружена сравнительно недавно (в 1938 г.). Однако за короткий промежуток времени он получил широкое применение для большого числа реакций, используемых как в промышленности, так и в научно-исследовательских лабораториях. Несмотря на то, что за время войны промышленные процессы по переработке нефти с применением фтористого водорода получили широкое развитие, научные исследования проводились в это время не столь интенсивно. Исследования по каталитическим свойствам фтористого водорода проводились до войны [2] война прервала их так же, как и многие другие исследования. Развитие промышленных процессов происходило на основе уже опубликованных данных, из которых были очевидны преимущества фтористого водорода как катализатора. Применяя вместо серной кислоты фтористый водород, удалось сэкономить огромное количество стали при строительстве новых предприятий по производству авиационного алкилата. [c.248]

Каталитические свойства проявляют вещества, находящиеся в газообразном, жидком и твердом состоянии. Примером газообразного катализатора может служить фтористый водород, вызывающий как миграцию двойной связи в бутене-1, так и значительно более медленную изомеризацию -бутана в пзобу-тан. Газообразный фтористый водород, который нашел промышленное применение в процессах алкилирования, активирует изомеризацию углеродного скелета олефинов и парафинов. Так, [c.62]

Из изложенного выше видно, что фтористый водород как катализатор органических химических реакций находит множество очеиъ разносторонних применении. Он может быть использован для большого количества различных реакций в широком интервале условий и с реагентами самых разнообразных типов. Там, где его можно употреблять, он имеет преимущества перед другими катализаторами. Об активном развитии химии свидетельствует то обстоятельство, что хотя открытие каталитической способности фтористого водорода было произведено немногим более десяти лет назад (1938 г.), в настоящее время он уже применяется для многих и совершенно различных реакций как в промышленности, так и в научно-исследовательских работах. Хотя разработка заводских процессов с применением фтористого водорода в нефтяной промышленности во время войны быстро продвинулась вперед, в области открытий и иоследовательских работ в тот период активности не наблюдалось. Последние производились до войны [85], и война практически приостановила мно гие из исследований. Разработка этих процессов производилась на основании описанных к тому времени преимуществ фтористого водорода, а также на основании того, что его применение вместо серной кислоты сулило большую экономию стали при сооружении новых установок для алкилирования с целью получения авиационных алкилатов. [c.279]

Фтористый водород имеет ряд преимуществ по сравнению с серной кислотой благодаря таким свойствам, как низкие температуры плавления и кипения (—83° и 4-19,4° соответственно) и стойкость к реакциям окисления или восстановления. Его можно использовать как при температуре —30°, так и при температуре выше комнатной. В промышленных П2юцес-сах при его использовании не требуется охлаждения, тогда как при применении серной кислоты необходимо применять охлаждение. Почти весь фтор, содержащийся в отработанном катализаторе, регенерируется в виде фтористого водорода, поэтому расход катализатора в промышленном процессе очень низкий. [c.311]

В 1932 г. В. Н. Ипатьев показал возможность взаимодействия изобутана, считавшегося до того инертным углеводородом, с олефинами. /В качестве катализатора был использован А1СЬ. Эта реакция, разработанная затем с применением других катализаторов — серной кислоты и позднее фтористого водорода, — была быстро внедрена в промышленность. Первые промышленные установки сернокислотного алкилировання были введены в эксплуатацию в конце 30-х годов, а установки фтористоводородного алки-лирования в 1942 г. Целевым продуктом вначале был исключительно компонент авиационного высокооктанового бензина, и лишь в послевоенные годы алкилирование стали использовать для улучшения моторных качеств товарных автомобильных бензинов. [c.286]

Промышленное применение процесса в значительной степени ограничивается каталитическим алкилированием изобутана пропиленом, бутилепами или амиленами или смесью этих олефиновых углеводородов в присутствии серной кислоты или фтористого водорода в качестве катализаторов. В ограниченном- объеме для производства неогексана (2,2-диметилбутапа) и диизопропила (2,3-диметилбутана) применялось также алкилирование изобутана этиленом. В производстве компонеита авиационного бензина в качестве олефинового сырья при процессах алкилирования исиользовались также полимеры бутиленов. [c.173]

Промышленное алкилирование изоалканов для производства высокооктановых топлив начали применять в связи с нуждами военного времени. Большие количества высококачественного компонента авиационного бензина вырабатывались при помощи процесса, основанного на применении фтористого водорода в качестве катализатора. Компаундированием этого компонента с другими отборными алкаповыМи и ароматическими базовыми компонентами получали высокооктановые авиационные бензины. После окончания войны многие алкилационные установки были законсервированы некоторые из них были демонтированы. [c.171]

Промышленное внедрение фторорганических соединений достигло выдающихся успехов [1 ]. Широко известно, например, применение хлорфторуглеводородов, в качестве рефрижераторных жидкостей, безводного фтористого водорода в качестве катализатора алкилирования. в нефтяной промышленности и дифтордихлор-метана для снаряжения инсектисидных бомб. Менее широко известными являются достижения в изучении фторсодержащих высокополимеров [2]. [c.345]

Экономически выгодная скорость реакцпи алкилпровапия достигается нрп применении катализаторов. При алкилировании изобутапа алкенами в промышленности применяют различные катализаторы, напрпмер концентрированную серную кислоту, хлористый алюминий, безводный фтористый водород. Каждый из этих катализаторов имеет свои преимущества п недостатки. Так, серная кислота имеет гораздо меньшую токсичность, чем фтористый водород она применяется чаще других катализаторов. [c.263]

Большие успехи в области каталитического алкилирования изопарафинов олефинами (особенно изобутана этиленом, пропиленом и изобутиленсм) дсстиг-нуты в последние годы. Наиболее подходящими катализаторами для этой реакции оказались фтористый водород, моногидрат фтористого бора и некоторые другие комплексные соедийения фтористого бора. Алкилирование с жидким фтористым водородом получило промышленное применение в производстве высокооктановых компонентов авиатоплив (неог ксан, изооктан). Прим. перев.)]. [c.629]

Изомеризация парафинов. Главное практическое применение реакции изомеризации парафинов получили в нефтяной промышленности для превра-ш.ения нормального бутана в изобутан, а также для изомеризации пентановой и гексановой фракций в продукты с высоким содержанием изомеров с разветвленной цепью. Хотя сами по себе эти практические применения реакций изомеризации не представляют особого интереса для химика-органика, однако с.иедует отметить, что эти реакции протекают обратимо по уравнению первого порядка и в интервале от низких до умеренных температур (20—150°) приводят к образованию более разветвленных и более компактных молекул. Катализирующий эти превращения хлористый алюминий можно наносить на боксит или другие носители. Его можно также применять в виде илистого шлама или в растворе плавленой треххлористой сурьмы для проведения процесса в жидкой фазе. В качестве катализаторов применяют также бромистый алюминий, фтористый бор в сочетании с фтористым водородом [471] и серную кислоту. [c.162]

Значительное количество работ по исследованию реакции алкилирования изопарафинов олефинами в присутствии фтористого водорода с целью получения углеводородов с сильно разветвленной цепью было опубликовано еще до 1941 г. Однако этот метод для производства высокооктанового авиационного бензина в промышленности не применялся из-за недостатка опыта в работе с жидким фтористым водородом [143]. Другими катализаторами алкилирования являются хлористый алюминий, серная кислота, хлористый цирконий и фтористый бор, из которых только два первых нашли себе применение в промышленности [2, 144]. В настоящее время метод алкилирования изопарафинов в присутствии фтористого водорода играет важную роль в производстве высокооктанового топлива. Подробности процесса производства до последнего времени не были опублико-Баны. [c.77]

Жидкофазиый процесс с применением фтористого водорода в присутствии солей сурьмы. Жидкофазное фторирование четыреххлористого углерода фтористым водородом и галогенидами сурьмы в качестве катализатора наиболее широко распространено в промышленности. Этот процесс можно рассматривать как развитие реакции фторирования четыреххлористого углерода трехфтористой сурьмой, впервые описанной Свартсом и Руффом . Впоследствии (1930 г.) Миджли и Хенне разработали этот процесс, он стал промышленным и на него было взято несколько патентов [c.99]

Технологическому процессу как в жидкой, так ив газовой фазе посвящено много патентов. Катализатором его является безводный хлористый алюминий в присутствии сухого хлористого водорода [232—235], смесь фтористого бора и безводного фтористого водорода [236, 237], и наконец бромистый алюминий. Применение последнего соединения хотя и ведет к высоким выходам изобутана (78—82%), но превращенне происходит весьма медленно [238]. В промышленности изомеризацию в жидкой фазе проводят приблизительно следующим образом сжиженный н-бутан смешивают с определенным количеством хлористого алюминия и суспензию подают в реактор, заполненный кусками инертной насадки, например размельченным кварцем. В реакторе поддерживают давление 10—35 атм и температуру 50—150°. Тедгаература онределяется количеством катализатора и хлористого водорода. Одновременно в реактор подают жидкий и-бутап, в котором растворено определенное количество безводного хлористого водорода. Обе жидкости стекают но насадке и смешиваются прн этом образуется комплекс хлористого алюминия с углеводородом, в результате чего и происходит изомеризация. Смесь углеводородов пз реактора подают в аппарат, где она освобождается от растворенного в ней хлористого алюминия, а затем дистилляцией под давлением смесь освобождают от хлористого водорода, который снова подают в реактор. От оставшихся следов хлористого водорода смесь освобояедают промыванием ее водным раствором щелочи. Катализатор выводится из реактора автоматически через определенные промежутки времени и регенерируется. Второй стадией производственного процесса является каталитическое гидрирование с образованием изобутилена. Получающийся на стадии изомеризации продукт дегидрируют либо непосредственно, либо с целью очистки подвергают его предварительной ректификации. [c.52]

С олефинами. Хотя хлористый алюминий оказался первым из известных катализаторов алкилирования изоалканов и детально исследован, он нашел меньшее промышленное применение, чем кислотные катализаторы — серная кислота и фтористый водород. Это в значительной степени зависит от побочных реакций, в частности крекинга, происходящих в его присутствии, и от относительно малой продолжительности его службы для его эффективного использования нужна специальная аппаратура. С другой стороны, в противоположность кислотным катализаторам, хлористый алюминий легко катализирует алкилирование изопарафинов этиленом с превосходными выходами и вследствие этого применяется для производства 2,3-диметилбутана реакцией изобутана с этиленом. [c.140]

Промышленное получение фтористого водорода, начавшееся сравнительно недавно, было вызвано потребно()тью применения его в качестве катализатора для реакций в органической химии, в особенности для реакции алки-лирования изопарафинов, применжшых при получении бензинов [103, 105]. Он давно используется также в различных реакциях, связанных с разложением силикатов, например при травлении стекла. Фтористый водород служит сырьем при получении различных фторидов, элементарного фтора, фторуглеродов и их производных, [c.192]

Несмотря на то что алкилирование алифатических соединений привело к промышленному использованию фтористого водорода в качестве катализатора, до настоящего времени этот вопрос еще недостаточно освещен ]) научной литературе. Быстрое развитие промышленного производства связано с успешным применением фтористого водорода как катализатора в производстве авиационных алкилатов, большие количества которых использовались в военное время в качестве авиационного топлива. В связи с условиями военного времени не только были приостановлены фундаментальные научные работы, но были прекращены и публикации. Реакции алкп.лирования алифатических соединений не дают простых легко изолируемых продуктов, как это имеет место в случае ароматических соединений поэтому их трудно исследовать силами студентов-выпускников в лабораториях учебных заведений. Вскоре после того, как была открыта каталитическая активность фтористого водорода, было обнаружено, что алкилирование алифатических соединений может быть легко осуществлено, что и следовало ожидать. [c.235]

Применение. В течение последних лет значительно возросло использование соединений фтора в промышленности. Соединение фтора с ураном, гексафторид урана (йРе), приобрело большое значение в атомной промышленности для выделения из природного урана изотопа Фтористый водород применяется в качестве катализатора в нефтяной промышленности, а плавиковую кйсло-ту и ее соли применяют для травления стекла при производстве электролампочек, химической аппаратуры и декоративных стеклянных изделий. Соединение фтора фреон (СР2С1г) обычно применяют в качестве холодильного агента в домашних холодильниках. [c.163]

Изобутилен мзо-С Ид занимает среди олефинов особое место благодаря его выдающейся склонности к полимеризации, изобутилен является важным сырьем для образования различных полимеров, имеющих большое практическое значение. Так, под влиянием фосфорной кислоты изобутилен легко превращается в полимеры из них диизобутилен GgH g путем присоединения водорода (гидрирования) превращается в изооктан G Hjg, который получают ныне в промышленном масштабе, как один из лучших высокооктановых компонентов моторного топлива. Широкую известность и практическое применение получили также некоторые иолимеры изобутилена с высоким молекулярным весом (до 200 ООО), изготовляемые действием на изобутилен при низких температурах таких катализаторов, как хлористый алюминий, хлористый титан, фтористый бор и др. Такова, например, известная присадка паратон или суперол , добавляемая к смазочным маслам для улучшения их вязкостных свойств [c.753]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология