Мембранные катализаторы

Описано [43] гидрирование циклогексена в присутствии мембранного катализатора, представляющего собой трубку из Р(1—К1-сплава, внешняя поверхность которой покрыта золотом. Установлено, что скорость гидрирования циклогексена при подаче водорода в зону реакции путем диффузии через мембранный катализатор в несколько раз выше, чем при подаче газообразного Нг, несмотря на то, что в первом случае парциальное давление водорода в реакционной смеси на два порядка меньше. [c.35]

Удаление через мембранный катализатор водорода, образующегося при дегидрировании, повышает скорость и селективность этого процесса благодаря подавлению обратной реакции и некоторых побочных реакций. Не менее важно, что водород, прошедший через мембранный катализатор из палладиевого сплава, содержит лишь миллионные доли процента примесей. Именно такой чистоты водород необходим для производства полупроводников и специальных марок сталей. [c.97]

Из условий стационарности процесса на элементе длины мембранного катализатора [c.203]

Моделирование на элементе длины мембранного катализатора [c.204]

Эксперименты проводились в проточном реакторе с мембранным катализатором из сплава палладия с рутением (9,78%). В различных сериях опытов варьировались температура, начальные давления циклопентадиена и водорода в (ЗПВ), объемная скорость подачи циклопентадиена и общая скорость потока газовой смеси в (ЗГ), [c.205]

Гидрирование этилена в этан водородом, диффундирующим через сплав палладия с серебром, имело место только в первом опыте на свежей, поверхности кат изатора. В последующих опытах гидрирование этилена не наблюдалось,то есть показана высокая селективность превращения ацетилена в этилен при подаче водорода через мембранный катализатор. [c.212]

Поверхностный слой сплавов на основе палладия обогащается более тугоплавким компонентом в ходе катализа. Эти сплавы используются как проницаемые для водорода мембранные катализаторы (см. [2 ], с. 80—93).— Прим. перев. [c.114]

Особо следует указать на попытки использовать для процессов дегидрирования углеводородов мембранные катализаторы, селективно проницаемые для водорода. В частности, запатентован сплав палладия с 25% серебра в качестве контакта де- [c.170]

Гидрирование фенола в циклогексанон возможно и на мембранных катализаторах - фольге толщиной 100 мкм из бинарных сплавов Pd с Ru и Rh. Наиболее активен сплав Pd с 9.8 % (мае.) Ru при 147 С конверсия фенола составляет 40 %. Для полного превращения фенола при 167 °С и нагрузке по фенолу 0.6 моль/(м ч) необходим большой избыток водорода - объемное соотношение Hg фенол свыше 22. Отмечается, что на мембранных Pd-Ru-катализаторах возможно получение циклогексанона с селективностью около 85 % при степени превращения фенола более 90 % [248]. [c.124]

Мембранные катализаторы из палладиевых сплавов обладают высокой механической прочностью и коррозионно устойчивы, ЧТО устраняет потери драгоценных металлов, неизбежные при использовании гораздо менее прочных скелетных и нанесенных катализаторов, а также загрязнение частицами катализатора или носителя продуктов реакции. Эти преимущества мембранных катализаторов особенно важны при получении фармацевтических препаратов и других особо чистых веществ. В реакторе с мембранным катализатором можно проводить несколько технологических стадий. Например, четыре стадии получения витамина К4—гидрирование 2-метилнафтохинона-1,4, отфильтровывание катализатора от продуктов гидрирования, очистка продуктов и их ацетилирование — заменяются одной операцией. Кроме того, процесс гидрирования из периодического становится непрерывным. По всем этим причинам проницаемые для водорода мембранные катализаторы и проводимые на них энергосберегающие высокоизбирательные процессы внесут важный вклад в решение проблемы рационального и комплексного использования нефти, природного газа и другого невосполнимого природного сырья, а также в сохранение экологического равновесия на нашей планете. [c.98]

Гидрирование циклогексена при подаче водорода через золоченую пробирку из палладий-серебряного сплава и дегидрирование циклогексена при удалении водорода через этот катализатор было изучено [50] при различных давлениях водорода в зоне реакции. Скорость гидрирования циклогексена при таких условиях оказалась в десятки раз меньше скорости переноса водорода через мембранный катализатор [51]. На золоченой поверхности трубки из сплава палладия с 5,9% (масс.) никеля в проточно-циркуляционном режиме также наблюдалось [52] резкое увеличение скорости гидрирования циклогексена при замене подачи водорода в смеси с парами углеводорода на диффузию водорода через катализатор. В ходе гидрирования перенос водорода через мембранный катализатор происходит быстрее, чем при подаче вдоль золоченой поверхности при тех же ус- [c.106]

Предварительная обработка водородом, а затем бутеном-1 при 603 К поверхности мембранного катализатора в виде пробирки из сплава палладия с 23% (масс.) серебра увеличивает -селективность дегидрирования бутана в бутен-1 при выведении водорода через мембранный катализатор [55]. Этот эффект матрицы проявляется также при дегидрировании бутана преимущественно в цис-бутен-2 и в образовании последнего из транс-бутена-2. [c.107]

С 1950—1960-х годов катализ вошел в новую полосу развития. Он положил начало нестационарной кинетике, стереоснецифичес-кому синтезу, небывалой селективности действия цеолнтовых и мембранных катализаторов. Все это — первые шаги в область принципиально нового катализа и одновременно проникновение в старый катализ все новых и все более совершенных физических методов исследования. Именно поэтому современное учение о катализе и можно считать по-прежнему молодым, поскольку у него все еще впереди Его ближайшие перспективы — это разработка теорий большей степени общности и эвристичности, логический синтез нестационарной кинетики с теориями саморазвития химических систем. Перед ним перспектива восхождения на вершины химических знаний, где будут одновременно решаться задачи освоения каталитического опыта живой природы и создания эффективных методов управления жизнью растений и животных. Речь может идти, нанример, о самообеспечении азотом хлопчатника и злаковых растений по принципу действия азотобактера в бобовых растениях. Промышленность азотных удобрений тогда вообще будет не нул<на. И хотя это может рассматриваться сегодня как бесконечно удаленный идеал интенсификации экономики, его нельзя рассматривать как несбыточную фантазию. Это уже обсуждается на меж- [c.245]

Серов Ю.М., Грязнов В.М. Композитные водородопроницаемые мембраны и мембранные катализаторы на пористом металлическом и керамическом носителе//У1 Российская конференция "Механизмы катализ ических реакций". Тез.докд., г.№1, с.266, М.-2002г. [c.23]

МЕМБРАННЫЙ КАТАЛИЗ, основан на избират. переносе через катализатор, как через мембрану, одного из в-в, участвующих в р-ции. Мембраной (мембранным катализатором) может служить сам катализатор или к.-л. материал с нанесеиньш на него каталитически активньпы в-вом. [c.27]

В М. к. используют монолитные мембранные катализаторы, состоящие из металла или его сплава и не имеюшие сквозных пор, а также пористые и композиционные катализаторы. Монолитные мембранные катализаторы (ММК) обычно представляют собой металлич. фольгу или тонкостенную трубку. Для р-цин с участием Н ММК служат Р<1 и его сплавы, с участием 02-А . При этом водород или кислород, пропускаемые с одной стороны ММК, проникают через катализатор в атомарной форме, активной для присоединения к молекулам, адсорбированным на противоположной пов-сти катализатора. В результате этого увеличивается общая скорость р-ций, возрастает селективность катализатора в р-циях образования продуктов неполного гидрирования или окисления. Налр., на ММК из Рс1-сплава селективно происходит гидрирование циклопентадиена в циклопентен (выход 98%), а на катализаторах из Ag-oки -ление спиртов в альдегиды. Высокая селективность р-ции обусловлена также тем, что степень заполнения повч ти катализатора субстратом не зависит от степени заполнения ее газом, поступающим через катализатор. При дегидрировании и дегидроциклизации удаление из зоны р-ции образующегося Н2, благодаря его диффузии через мембрану, [c.27]

Пористые мембранные катализаторы (ПМК) обычно представляют собой пористые пластины или трубки, у к-рых поверхностный слой или весь объем каталитически активен. В отличие от монолитных катализаторов, оии не обеспечивают подведения атомарного реагента в зону р-ции, но позволяют подавать большие кол-ва газообразного реагента или более равномерно распределять его в жидком. Так, ПМК используют при гидрировании хлопкового масла, ожижении угольной пасты и др. Положит, особенности монолитных и пористых катализаторов сочетаются при создании композиционных мембранных катализаторов (КМК). Они обычно состоят из пористого, механически прочного листа каталитически неактивного в-ва и тонкой, но сплошной пленки активного в-ва. Для формирования последней может потребоваться промежут. непористый слой, и тогда катализатор становится трехслойным, как, напр., металлокерамич. лист, покрытый слоем термостойкого и газопроницаемого полимера с нанесенным на него слоем Р<1 или его сплава (толщиной до 10 мкм). КМК содержат гораздо меньше металла на единицу пов-сти, чем монолитные, более устойчивы, проницаемы для Н при более низкнх т-рах, что позволяет гидрировать термически нестойкие, в-ва. [c.27]

Иоделирование процесса селективной гидрогенизации циклопентадиена в реакторе с мембранным катализатором [c.200]

Гидрогенизация циклопентадиена в реакторе с мембранным катализатором путем подвода водорода через катализатор из зоны подачи в зону гидрогенизации позволяет достигнуть высокой се -лективности по циклопантену В настоящей работе проводится математическое моделирование процесса на всех уровнях кинетическом, элементе длины мембранного катализатора и реактора в целом. [c.200]

Кинетическая модель процесса ЦиклопенФадиен в циклопентен и ци- лопентаы на мембранном катализаторе (рис.1) гидрируется последовательно через стадию образования циклопентена [c.200]

Система дифференциальных уравнений (8) - (12) составляет математическое описание процесса на элеиекте длины мембранного катализатора. В безразмерном виде (без учета продольной диффузии реагентов) изменения концентраций углеводородов по длине будут [c.204]

Таблица I. Оптимальные значения параметров процесса гидрогенизации циклопентадиена в реакторе с палладий-рутениевыы (9,78 вес.%) мембранным катализатором <5 = 18 см , Т = 100°С, давление Н2 в (ЗПВ) = 1 атм, К]- = 7,С4-1СГ ммоль/см сек

Масс-спектрометрический анализ показал, что единственным продуктом гидрогенизации ацетилена водородом, диффундирующим через PohAg мембранный кaтaлизaтopJявляется этилен. Скорость образования этилена линейно зависит от давлений ацетилена у выходной для водорода поверхности мембранного катализатора при постоянных температуре и давлении водорода у входной поверхности катализатора. При постоянных температуре и давлении ацетилена скорость гидрогенизации прямо пропорциональна квадратному корню из давления водорода у входной поверхности катализатора. [c.211]

На мембранном катализаторе из сплава P i - 9,78 иасс.%/ / полное превращение ЦПД и селективность по иклопентену 0,92 достигаются при 10б°С и скорости подачи паров ЦПД 7 моль/ы час. [c.212]

Рио.2. Зависимость конверсии ЦПД (О ), селективности по ЦПЕ (о) от парциального давления водорода в зоне гидрогенизации при 170 0 и папциальном давлении ЦПД в импульсе 31 м)< рт.ет. на рутенированном Рл -Ж мембранном катализаторе. Светлые точки - результаты, опытов с подачей водорода через мембранный катализатор, зачерченные - при подаче водорода в смеси с парами иПД [c.213]

Гидрогенизацию нафталина осуществляли в паровой фазе при температурах от 80 до 150°С и вреиени контакта от 0,2 до 2,7 сек на проницаемом-только для водорода мембранном катализаторе в виде фольги из сплава Ро( -Д5 масс.% ЯЛ. Давление во -дорода у входной стороны мембранного катализатора не превышало [c.216]

Вещества ещё более высокоя моле лярко массы целесообразно гидрировать в жидкой фазе. Возможность вакого применения мембранных катализаторов в виде фольги или трубок из палладия и его сплавов показана ка примерах гидрогенизации хинонов в сооответствующие гидрохиноны. В качестве растворителей использовались бутанол и некоторые другие вещества. [c.217]

МЕМБРАННЫЙ КАТАЛИЗ, основан на избират. переносе через катализатор, как через мембрану, одного из в-в, участвующих в р-ции. Каталитически активное в-во м. б. и нанесено на мембрану, изготовленную из другого материала. Для р-ций с участием водорода мембранными катализаторами служат палладий и его сплавы, с участием кислорода — серебро. При этом водород или кислород проникают через катализатор в атомарной форме, активной для их присоединения к молекулам, адсорбированным на противоположной пов-сги катализатора. Сопряжение р-ций, напр, дегидрирования и гидрирования, на разных пов-стях катализатора исключает образование трудноразделимой смеси участников обеих р-ций. Гидрируемое в-во и водород поступают к пов-сти катализатора из разных фаз, что уменьшает адсорбц. конкуренцию между этими в-вами и приводит к повышению скорости и селективности гидрирования. [c.321]

М. к. может быть обусловлен также избират. переносом энергии, необходимой для р-ции. Если р-ция на одной из пов-сгей катализатора сопровождается уменьшением энергии Гиббса системы, то на другой пов-сти становится возможной р-ция с возрастанием энергии Гиббса. Кроме того, перенос тепла, к-рое выделяется при экзотермич. присоединении водорода, протекающем на одной пов-сги мембранного катализатора, облегчает проведение на другой его пов-сти эндотермич. дегидрирования без сложных теплообменных устройств. [c.321]

Рассмотрены механизм активации реагентов катализатором катализ на цеолитах ферментативный катализ электродных реакций перенос водорода на мембранных катализаторах. Приведены современные представления о строении органических кристаллов, описаны новый хроматоструктурный метод изучения структуры молекул и методы электронного зонда для исследования строения поверхностей и тонких пленок. [c.2]

Перенос водорода через мембранный катализатор, на поверхности которого адсорбированы молекулы гидрируемого веш,ества, имеет ряд преимуществ перед обычным способом проведения такой реакции, поскольку в этом случае катализатор является постоянным источником высокоактивного водорода in statu nas endi. Кроме того, концентрацию водорода на поверхности мембранного катализатора можно изменять в известных пределах независимо от концентрации гидрируемого вещества. Если на всей поверхности мембранного катализатора поддерживать одинаковую и малую концентрацию водорода (с обычными катализаторами это невозможно), создаются оптимальные условия для получения ценных продуктов неполной гидрогенизации, термодинамически неустойчивых в присутствии водорода. Доказана возможность стереоспецифического гидрирования на мембранных катализаторах. [c.97]

Наиболее полно преимущества мембранных катализаторов проявляются при использовании очень чистого и высокоактивного водорода, удаляемого из зоны дегидрирования, для проведения реакций с присоединением водорода на другой поверхности того же катализатора. При таком, открытом в 1964 г., сопряжении каталитических реакций на мембранном катализаторе увеличиваются их скорости и выходы целевых продуктов эндотермический процесс осуществляется за счет процесса, идущего с выделением тепла. От переноса водорода между донором и акцептором, находящимися в одном объеме, сопряжение оеак-ций на мембранных катализаторах выгодно отличается тем, что вещества, участвующие в разных реакциях, не смешиваются. [c.97]

Исследования водородопроницаемых мембранных катализаторов дают ценные сведения о видах адсорбции реагентов на катализаторах, о кинетике и механизме реакций гидрирования и дегидрирования в открытых системах. Совокупность полученных данных представляет собой научную основу для создания принципиально новых технологических процессов, малооперационных, менее энергоемких, чем существующие, и практически безотходных благодаря высокой селективности мембранных катализаторов. [c.98]

Перенос водорода от доио- мембранных катализаторах 121 [c.98]

Перенос водорода через катализатор оказывает существенное влияние и на реакции изомеризации, несмотря на то, что водород не входит в стехиометрические уравнения этих реакций. Например, бутен-1 или транс-бутт-2 в течение нескольких часов не изменялись при 573 К в контакте с наружными стенками пробирки из сплава палладия с 23% (масс.) серебра, когда объем пробирки откачивали. Как только внутрь пробирки впустили водород до давления Ю Па, началась изомеризация, а после накопления водорода пошло гидрирование [53]. Прекращение подачи водорода через мембранный катализатор приводило к уменьшению скоростей этих реакций, а снижение давления водорода в зоне их протекания до 3-10 Па — к дегидрированию образовавшегося бутана в исходный углеводород и превращение в него же образовавшихся изомеров. Главным продуктом изомеризации бутена-1 был транс-бутея-2, а из него получался главным образом цис-бутен-2. Участие атомов водорода в процессах изомеризации бутенов истолковано согласно [54] тем, что к молекуле исходного углеводорода присоединяется атом Н, а возникающий радикал С4Н9 теряет атом Н не от того углеродного атома, по которому прошло присоединение водорода. [c.107]

При поступлении водорода сквозь стенки капилляра происходило полное гидрирование ацетилена в этан, бутена в бутан, акролеина в пропионовый альдегид, метилвинилкетона в метил-этилкетон, метилметакрилата в метилизобутират. Важным преимуществом мембранного катализатора перед нанесенными палладиевыми катализаторами явилось и то, что при его использовании не восстанавливались ни альдегидные, ни нитрильные группы. Полностью был превращен в ди-тр г-бутнлэтан лк-трет-бутилэтилен, гидрирование которого стерически затруднено. [c.108]

Поверхиостиыс ко щснтрации водорода на мембранном катализаторе нз сплава палладия с 5,9% (масс.) никеля, влияние на них адсорбции паров бензола и циклогексана изучали в работе [58]. Было показано, что проницаемость водорода через этот сплав мало зависит от адсорбции паров циклогексана, но сильно убывает при адсорбции паров бензола. Скорость гидрирования бензола, измеренная проточно-циркуляционным методом, оказалась различной при подаче водорода в смеси с парами бензола и через мембранный катализатор, хотя парциальные давления исходных веществ и температура были одинаковыми. Это указывает на отсутствие равновесия между адсорбированным количеством водорода и его парциальным давлением в зоне гидрирования при подаче водорода через катализатор. [c.108]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология