Синтезы при высоких температурах и давлениях

Соединения азота расходуются в огромных количествах они используются в производстве минеральных удобрений, взрывчатых веществ и порохов, красителей и полупродуктов органического синтеза. Опасаясь нехватки природного сырья, химики начали изучать возможность использования азота воздуха. Этим вопросом занимался, в частности, немецкий химик Фриц Габер (1868—1934). Он выяснил, что азот вступает в реакцию с водородом при высоком давлении и высокой температуре в присутствии катализатора (железа), и поставил себе целью найти способ получения аммиака из азота воздуха и водорода. Превратить аммиак в нитраты было несложно. К 1908 г. Габер решил эту задачу. [c.141]

При высоких давлениях, в особенности когда плотность газа становится сравнима с плотностью жидкости, образование газовых растворов сопровождается изменением объема и тепловым эффектом. Механизм растворения веществ в сжатых газах принципиально не отличается от механизма растворения в жидкости. В сжатых газах растворение веществ достигает значительных величин. Так, при l 10 Па и 100"С азот растворяет до 10 молярных долей бензина (%), а этилен при 2,4-10 Па и 50° С — до 17 молярных долей нафталина (%). Сжатые газовые растворы используются в технике для синтеза некоторых минералов. Например, растворимость кварца при высоких температурах в сжатом водяном паре, насыщенном некоторыми солями, используется для выращивания крупных (массой до нескольких килограммов) кристаллов. [c.126]

Отдельные элементарные процессы практически удалось осуществить [8—11] без катализаторов (термическое алкилирование, термополимеризацию, термическое дегидрирование, термическое деалкилирование, различные формы термического распада) и с ними (алкилирование на холоду парафиновых и ароматических углеводородов олефиновыми, полимеризацию, в том числе димеризацию и сополимеризацию, гидрирование, низкотемпературный крекинг, изомеризацию и т. п.). Но чисто термические процессы требуют высоких температур (термический синтез ароматических углеводородов) либо высоких давлений (термическая полимеризация, алкилирование и гидрирование) и в указанных условиях сопровождаются значительными потерями исходного сырья за счет глубоко идущих реакций распада (вплоть до распада на элементы) и глубокого уплотнения (до образования коксообразных веществ). [c.42]

Промышленные химические реакторы отличаются большим конструктивным разнообразием. На конструкцию химического реактора и связанного с ним оборудования для физических процессов решающим образом влияет характер проводимой в нем реакции. Например, если реакция протекает с достаточной скоростью лишь при высоких температуре и давлении, следует выполнить реактор в виде цилиндра с толстыми стенками и включить в технологическую схему машины и аппараты для сжатия и нагревания газовой реакционной смеси. Если реакция протекает на катализаторе, необходимо применение аппаратов для тщательной очистки реакционной смеси от веществ, отравляющих катализатор. Если реакция обратима и, следовательно, протекает не полностью, требуется аппаратура для непрерывного выделения продукта из циркулирующей в системе реакционной смеси и возвращения непрореагировавших веществ в реактор (например, синтез аммиака). [c.243]

Гидрогазификацией называется процесс гидрирования твердого топлива с целью получения газа с высокой теплотой сгорания, который может служить заменителем природного газа. Гидрогазификацию осуществляют в условиях, способствующих максимальному превращению органической части топлива в газообразные легкие углеводороды такими условиями являются высокая температура, в интервале 500—750 С, давление водорода не более 5 МПа и применение катализатора, способствующего максимальному образованию метана. Часть газа гидрогазификации перерабатывают методом конверсии метана (см. с. 73) в синтез-газ и водород водород идет на собственные нужды процесса гидрогазификации. Остальной газ служит высококачественным энергетическим топливом или химическим сырьем. Для осуществления конверсии метана — газа гидрогазификации — предполагается в будущем использовать отбросную теплоту ядерных реакторов с температурой теплоносителя около 900°С. [c.55]

Пиролизом называют процесс, аналогичный термическому крекингу, но проводимый при более высокой температуре (670— 1200 °С) и невысоком давлении (0,2—0,5 МПа). Пиролизом углеводородных газов (пропана или бутана) или бензиновых фракций получают ряд необходимых для нефтехимического синтеза и производства пластмасс веществ, таких, как этилен, пропилен, бутадиен, ацетилен. Этилен, в свою очередь, служит сырьем для производства этилового спирта, стирола, полиэтилена и оксида этилена. [c.265]

Однако даже при указанных выше условиях синтеза — высоких температуре, давлении, объемной скорости, наличии катализатора — не весь азот и водород вступают в реакцию. В газовой смеси, выходящей из реакционного (контактного) аппарата, содержится всего лишь 18—20% аммиака, а остальное — непрореагировавшая азото-водород-яая смесь. Возник вопрос как использовать не вошедшую в реакцию азото-водородную смесь Поступают следующим образом газовую смесь охлаждают, при этом аммиак сжижается, а смесь азота и водорода вновь заставляют пройти через тот же контактный аппарат, т. е. проводят процесс по циклической схеме. [c.96]

Рациональное сочетание трех условий, необходимых для синтеза алмазов (температуры, давления и наличия определенной среды) лежит в основе методов производства синтетических алмазов при высоких статических давлениях, используемых во многих странах мира. [c.45]

Другое отличие промышленных методов синтеза от лабораторных заключается в том, что в промышленных масштабах легче создавать жесткие условия проведения реакций высокие температуры, давление, специальные катализаторы. [c.413]

Соотношение жидких, и твердых углеводородов при 200° и 100 аг составляет 1 2, а при 200° и 1000 аг — 1 3. Ниже 100 ат н особенно ниже 50 ат выход быстро падает. По сравнению с синтезом над кобальтовым катализатором температура синтеза над рутениевым катализатором может меняться в довольно широких пределах без нарушений реакции и уменьшения суммарного выхода- продуктов. Примерно одинаковые выходы жидких и твердых продуктов могут быть получены в интервале температур 190—240°. При более высоких температурах и особенно выше 300° образуются метан и углекислота. Увеличение давления в этом случае не изменяет положения [82]. [c.131]

Никель в нулевой степени окисления образует тетракарбонил N (00)4. В обычных условиях — это бесцветная жидкость (т. пл. — 19,3°С, т. кип. 43°С). Его получают действием СО на порошок никеля при 60—80°С. При 180°С карбонил никеля разлагается, что используется для получения чистого никеля и его покрытий на металлах. N (00)4 применяется также в органическом синтезе в качестве катализатора. Легкость образования N (00)4 используется для разделения никеля и кобальта, так как для получения карбонила кобальта требуются более высокие температура и давление. Так как к тому же летучесть Со2(СО)8 меньше, чем N ( 0)4, разгонкой их смесей удается достичь высокой степени разделения N и Со. [c.609]

Как уже говорилось, основным наиболее сложным и ответственным аппаратом является колонна синтеза аммиака, работающая при высоких давлении и температуре. Поэтому к конструкции колонны предъявляют особые требования. Материал колонны должен быть прочным и не подвергаться обезуглероживанию под воздействием водорода при высоких температурах. Для этого предусматривают охлаждение стенок аппарата потоком холодного газа, поступающего в реакционную зону по зазору между катализаторной коробкой и стенками. [c.30]

Различные типы конструкций не исключают друг друга. При очень высоких давлениях применяются и кованые, и многослойные, и витые, и сварные конструкции. При высоких температурах часто требуется теплоизолирующая футеровка, чтобы снизить температуру металлических стенок и, следовательно, их толщину. Стенки можно также охлаждать, пропуская через кольцевое пространство у стенки холодную реакционную смесь, поступающую в реактор (например, так охлаждаются стенки в реакторах синтеза аммиака), или при помощи внешнего охлаждения. [c.354]

При работе с железным катализатором синтез ведут при несколько более высоких температурах (порядка 280—360° С) II давлениях (порядка 20—42 атм). Основными преимуш ествами железного катализатора (обычно промотированного небольшим количеством карбоната калия или окиси калия) являются низкая стоимость, более широкие пределы соотношения СО водород , меньшая чувствительность к перегреву и более широкий диапазон ценных продуктов синтеза. Как кобальтовый, так и железный катализаторы легко отравляются серой, поэтому обязательным условием является чистота исходного синтез-газа. Большие трудности при конструировании реакционных устройств для синтеза вызывает обеспечение эффективного теплоотвода, так как реакция синтеза сильно экзотермична. Сложным является также разделение продуктов синтеза. [c.593]

Получение же ацетилена из метана термодинамически эффективно при высоких температурах. При 1500 К и стандартном давлении равновесная конверсия метана в ацетилен составляет около 70%. Поэтому термодинамически возможен двухстадийный синтез олефиновых и ароматических углеводородов из метана при высоких температурах из метана получают ацетилен, при относительно низких ацетилен переводят в олефиновые или ароматические углеводороды. [c.356]

На рис. 365 приведена схема подвески образцов при их испытании в газах колонки синтеза меламина, работающей при высоких температурах и давлении с частичной конденсацией влаги на ее стенках. Образцы подвешены на фторопластовых нитях к проволочному каркасу из нержавеющей стали в двух позициях, одна из которых соответствует зоне максимальной коррозии металла стенок колонки. [c.470]

Остается добавить немногое сочетание высоких температур с высоким давлением открывает новые горизонты. Подтверждением этому служит искусственное получение многочисленных веществ и синтез новых модификаций различных соединений, в частности ВЫ и ЗЮ . [c.80]

Разработан и непрерывный процесс жидкофазного синтеза изоцианатов под давлением, необходимым для сохранения фосгена в состоянии раствора. По одному из способов процесс ведут в две стадии в двух отдельных аппаратах один работает при низкой температуре, а другой — при более высокой (150—200 °С), т. е. осуществляется непрерывный вариант описанного выше периодического процесса. По другому способу осуществляют реакцию в одну стадию в колонном аппарате при высокой температуре ( 200°С). Избыточный фосген извлекают из отходящего газа (НС1) растворителем и возвращают на реакцию. Выход изоцианатов обычно превышает 90%- [c.230]

Получаемые продукты состоят из парафиновых и олефиновых углеводородов, большей частью линейного строения и с концевым положением двойной связи, а также из некоторого количества кислородсодержащих соединений (спирты и кетоны). По фракционному составу углеводороды представляют собой смесь низших гомологов (Сз—С4), бензина, дизельного топлива, мягкого и твердого парафина. Групповой, и фракционный состав продуктов можно заметно варьировать, изменяя температуру, давление и катализаторы. В частности, синтез можно направить на преимущественное образование углеводородов изостроения, обладающих более высоким октановым числом, линейных а-олефинов и т. д. В последнее время в патентной литературе предлагаются новые катализаторы, например цеолиты, для селективного синтеза из СО и Нг низших олефинов (С2—Сз) и даже ароматических углеводородов, что является важной предпосылкой для предстоящего перебазирования органического синтеза на твердое ископаемое топливо. [c.526]

Хорошо известны два тина синтеза метанола один при высокой температуре и высоком давлении с использованием хромита цинка в качестве катализатора, другой при низкой температуре и низком давлении с использованием медно-цинковой оксидной системы, стабилизированной оксидом алюминия или хрома. [c.122]

Для синтеза метанола на менее активном катализаторе необходимы более высокие температуры (около 380°С) и давления (около 300 атм). Такой процесс называют синтезом метанола при высоком давлении. [c.218]

Как видно из табл. 8, для смещения равновесия в сторону образования аммиака необходимы высокие давления и низкие температуры. Синтез аммиака без применения катализатора даже при высокой температуре протекает медленно. В производственных условиях для получения требуемой скорости реакции синтез аммиа- [c.88]

В целом получение карбамида — гетерогенный процесс в системе Г—Ж, протекающий в кинетической области, причем скорость его лимитируется протекающей наиболее медленно стадией дегидратации карбамата аммония в расплаве. На равновесие и скорость синтеза карбамида влияют давление, температура и состав системы. Поскольку карбамат аммония обладает высоким давлением паров и, кроме того, синтез в целом протекает с уменьшением объема газа, то равновесный выход карбамида растет с увеличением давления (рис. 59). Скорость процесса и фактический выход карбамида также резко увеличиваются с повышением давления в результате возрастания движущей силы процесса, т. е. возрастания концентрацин газообразных реагентов. Скорость процесса, в частности скорость лимитирующей стадии (б), резко возрастает с повышением температуры, в результате чего растет фактический выход карбамида. Из рис. 60 видно, что выше 180°С кривые выхода проходят через максимум. При дальнейшем увеличении времени пребывания реакционной смеси в зоне нагрева выход карбамида падает из-за усиления побочных реакций. Выход продукта можно также увеличить применением избытка аммиака в исходной смеси по отношению к стехиометрическому соотношению [c.157]

Для синтезов высокого давления в присутствии окиси углерода при температуре выше 200 С применимы практически только высоколегированные стали. [c.230]

При одинаковых температурах, давлениях, реакционных объемах и мольных долях реагируюш,их веществ скорость реакции пропорциональна каталитической активности. Там, где возможны другие реакции, должна быть сделана также оценка каталитической селективности, т. е. соотношения активностей желательной и нежелательной реакции. Для большинства катализаторов, используемых для производства синтез-газа и аммиака, это не столь важно, так как вследствие тщательного подбора катализатора достигается высокая селективность в нормальных условиях работы. [c.48]

В 1937 г. Фишер и Пихлер заявили патент на синтез при среднем. давлении на железных катализаторах. Синтез проводится при более высокой температуре (240°) и дйвлении 10 ат и по сравнению с синтезом на кобальтовом катализаторе дает продукты, содержащие больше олефинов и кислородных соединений. [c.74]

Во фракции жидких продуктов 65—95° находится 25% олефиновых и отсутствуют ароматические, тогда как во фракции 175—195° содержится 62% олефиновых и 31% ароматических углеводородов. После гидрирования жидкой части продуктов синтеза при невысокой температуре и высоком парциальном давлении водорода и иоследующей дистилляции полученного продукта получают следующие относительные выходы (в %). [c.126]

В другом процессе, где источником кислорода также является воздух, применяются такие псевдоожиженные термостойкие материалы, как окиси алюминия, магния или кремния. Этуэлл [3] нагревал термостойкий материал до 1093° С, продувая воздух для выжигания остаточного углерода, отложившегося на термостойком материале во время последую-ш,их операций, и добавочный топочный газ. Горючий твердый материал поступает затем в псевдоожиженный слой никелевого катализатора вместе с предварительно нагретым метаном, паром и двуокисью углерода. Это тепло горячего термостойкого материала используется для эндотермической конверсии метана в синтез-газ. Способ отделения никелевого катализатора от термостойкого материала основан на разнице в размерах их частиц (частицы термостойкого материала меньше по величине). Частицы термостойкого материала выдуваются из слоя катализатора, состоящ его из более крупных частиц. При этом возникает другая трудная технологическая задача — транспортировка горячего твердого материала, тем более, что при необходимости работать при 30 ат уменьшение скорости реакции [21] обусловит потребность в более высоких температурах для данной конверсии. Гомогенное частичное окисление метана кислородом представляет интерес для промышленности с точки зрения (I) производства ацетилена и в качестве побочного продукта синтез-газа [5, 10, 7, 12, 2 и (2) производства синтез-газа в качестве целевого продукта при давлении около 30 ат [19, 12, 2]. Для термического процесса (без катализатора) необходима температура около 1240° С или выше, чтобы получить требуемую конверсию метана [19]. Первичная реакция является сильно экзотермической вследствие быстрой конверсии части метана до двуокиси углерода я водяного пара [22]. Затем следует эндотермическая медленная реакция остаточного метана с двуокисью углерода и водяным паром. Для уменьшения расхода кислорода на единицу объема сиптез-газа в-Германии [7] для эндотермической асти реакции применяются активные никелевые катализаторы. В Соединенных Штатах Америки приняты некаталитические реакции как часть гидроколь-процосса [19, 2] для синтеза жидких углеводородов из природного газа. [c.314]

Попщтки осуществить подобного рода реакции делались неоднократно, но безуспешно. Однако термодинамический расчет, выполненный Рудковским [3] еще до войны, показал, что подобные реакции вполне возможны, если их осуществлять при не слишком высоких температурах (до 200—300° С и при атмосферном или повышенном давлении). В течение последних лет было опубликовано несколько патентов, предметом которых является синтез аминов из олефинов и аммиака, а в 1946 г. опубликована работа Торнтона [15], в которой сообщается, что этот синтез, наконец, осуществлен. [c.105]

Для изготовления машин, аппаратов, трубопроводов, запорной и крепежной арматуры, работающих под высоким давлением, применяют высококачественные легированные стали, содержащие хром, никель, вольфрам, ванадий, титан и др. Для аппаратов, работающих под высоким давлением, применяют в основном хромоникелевую, хромованадиевую и молибденовую стали. Хромоникелевые стали (20ХН, 50ХН, 12ХНЗ и др.) идут на изготовление аппаратов и машин, работающих под высоким давлением и при высоких температурах (колонны синтеза и их насадки, цилиндры высокого давления газовых компрессоров и др.). Эти стали обладают повышенной стойкостью к водородной и карбонильной коррозии. [c.93]

Установки. Продувочные газы таких циклических процессов, как синтез аммиака и переработка нефти, содержат жидкости в дисперсном состоянии, поэтому обычно В промышленных установках выделения водорода обязательно предусматривается стадия подготовки газа перед подачей в мембранные аппараты. Температуру процесса поддерживают такой, чтобы, с одной стороны, не допустить конденсацию паров воды на поверхности мембран, а с другой — увеличить скорость массопереноса водорода через мембрану. По мере обеднения исходной смеси водородом увеличивается парциальное давление углеводородов в газе, создаются условия для конденсации части углеводородов на поверхности мембран и, как следствие, увеличивается общее сопротивление процессу переноса. Во избежание этого процесс необходимо проводить при температуре на 10—11° С выше точки росы обедненного водородом газового потока. Однако, на самом деле, выгодно поддерживать более высокую температуру, так как это увеличивает производительность установки (повышением коэффициента скорости массопереноса через мембрану). Влияние температуры на скорость переноса водорода через полимерную мембрану (на примере асимметричной ацетатцеллю-лозной мембраны) представлено на рис. 8.1 [32]. [c.273]

Термодинамически возможная реакция получения СО и Н2 рассмотрена в разделе, посвященном синтезу углеводородов по Фишеру— Тропшу, При высоких температурах может представить, интерес реакция получения метанола. При 1300 К для этой реакции lg (°p= —4. Это означает, что при давлении 10 МПа и мольном отношении С02 СН4=1 конверсия метана составит около 10%, а при мольном отношении СО2 СН4 = 2 —около 15%, Реакция эндотермична и требует затрат тепла л 157 кДж/моль метана. [c.349]

В предыдущую фразу слово почти вставлено не случайно. При обычных давлениях моль любого газа при данной температуре занимает практически один и тот же объем. Поэтому если бы рассмотренные реакции синтеза аммиака и получения метанола осуществлялись при невысоких давлениях, то они сопровождались бы одинаковым изменением объема. При высоких же давлениях, порядка 10 Па (целесообразность такого режима вытекает из принципа Ле Шателье), сказывается индивидуальность каждого газа, различие в отклоиеиии его от свойств идеального газа, в частности различие в сжимаемости, поэтому при очень высоких давлениях А а указанных реакциях будут не совсем одинаковыми (хотя Дпг равны). - [c.201]

Пример П-7. Синтез метанола СН3ОН основан на реакции взаимодействия водорода и двуокиси углерода, которая протекает при высоких температурах (около 360° С) и давлениях 3,04 Ю — 3,33 10 Н/м (310—340 кгс/см ) [c.57]

Колонна синтеза в технологической схеме производства карбамида по методу Миллера работает под давлением 4,2-10 Па и при температуре 200 °С соотношение NH3 СОг Н20 = 5 1 0,8 (в моль.). Включение в технологическую схему узла дистилляции I ступени, работающего под давлением 1,4-10 Па и при температуре 118°С, а также узла дистилляции П ступени, работающего под атмосферным давлением и при температуре 105°С, обеспечивает возврат 84—86% непрореагировавшего аммиака в колонну синтеза. Недостатками метода Миллера являются низкая степень рекуперации непрореагировавших аммиака и диоксида углерода, низкий выход продукции с единицы объема, отсутствие замкнутых энергетических циклов, интенсивная коррозия вследствие использования высоких температур и давлений. Отсутствие замкнутых энергетичеоких циклов и коррозия аппаратов вызывают большие эксплуатационные и капитальные затраты. [c.236]

Технологическая схема синтеза этанола. Из-за малой степени конверсии реагентов и высоких температуры и давления при прямой гидратации этилена важнейшее значение имеют вопросы рециркуляции веществ и экономии эпергип. Существующие схемы процессов заметно различаются, в особенности происхождением водяного пара, требуемого для сннтеза, и степенью очистки целевого продукта. Водяной пар соответствующих параметров нередко берут со стороны (как принято в СССР) или получают на этой же установке в трубчатой печи. В последнем случае можно организовать водооборот технологической воды. Схема такого процесса изображена на рис. 64. [c.192]

Для этого применяют способ гидрирования в водной суспензии при высоких температуре и давлении, когда примеси переводятся в более растворимые соединения (оксикислоты) и переходят в воду. Предложено вести очистку терефталевой кислоты путем ее этерификации в диметилтерефталат и перекристаллизации последнего. Сообщается о возможности прямого синтеза достаточно чистой терефталевой кислоты (не требующей специальной очистки) благодаря применению кобальт-марганец-бромидного катализатора и оптимальных параметров процесса. [c.404]

Количество тех или иных побочных соединений в продукциои-ной смеси зависит от температуры, давления, состава исходной газовой смеси, селективности и состояния катализатора. Наиболее существенными примесями являются метан и диметиловый эфир. По сравиению со всеми побочными процессами (а) — (е) получение метилового спирта идет с максимальным уменьшением объема, поэтому Б соответствии с принципом Ле Шателье повышение давления сдвигает равновесие в сторону образования метилового спирта. Так как процесс экзотермичен, то при повышении температуры равновесие сдвигается влево и равновесная степень превращения синтез-газа в метиловый спирт уменьшается. В то же время при недостаточно высоких температурах скорость процесса чрезвычайно мала. Поэтому в промышленности процесс ведут в узком интервале температур с колебаниями в 20—30°С. Константа равновесия основной реакции [c.165]

Эта связь вполне понятна в свете изложенных выше исследований, констатировавших зависимость детонационной волны горения от реакций окисления п образования перекисей. Повидимому, реакции, предшествующие образованию холодных пламен, при низких температурах и давлениях имеют ту же природу, что и реакции, идущие при высоких температурах и давлениях перед возникновением детонации в моторе. Холодные пламена в смесях углеводородов с кислородом или воздухом, как следует из работ М. Б. Неймана с сотр., могут быть исполь-юваны и промышленностью органического синтеза для получения больших количеств альдегидов, кислот, спиртов и т. д. Продукты окисления в холодном пламени сложной смеси углеводородов моторного топлива СК были исследованы А. Д. Петровым, Е. Б. Соколовой и ]М. С. Федотовым [23]. Ими были идентифицированы и количественно определены разнообразные кислородсодержащие соединения (кислоты, альдегиды, сложные эфиры, спирты, ацетали, кетоны), находящиеся I водном слое. Установлено, что среди продуктов окисления альдегидов (муравьиного и уксусного) и спиртов (метилового и этилового), образующихся, очевидно, путем распада первичных продуктов окисления, преобладают перекиси газообразных углеводородов — продуктов крекинга углеводородов моторного топлива. [c.345]

Рост спроса на изооктан привел к разработке неоднократно упоминавшегося нами метода одностадийного синтеза действием серной кислоты на смесь бутиленов и изобутана. В результате этого и количественные возможности синтеза изооктана сильно возросли, тем более что вскоре былн найдены также и промышленные пути изомеризации н-бутана в изобутан. Технология процесса изомеризации следующая. В качестве катализатора используется AI I3 или Zn b + H l при температурах порядка 50—100° или 150—200° п давлении 25—30 кг/см [33]. Невозможность проводить каталитическое алкилирование изобутапа этиленом (в отличие от пропилена и бутиленов) над первоначально принятым промышленвостью кислым катализатором (фосфорная кислота на кизельгуре) способствовала развитию процесса алкилировання пзобутана этиленом в неогексан при высоких температурах и давлениях в отсутствии катализаторов. Этот процесс так называемого термического алкилироваиия осуществляется при 490—515° и давлении 320 атм [34]. [c.469]