Катализаторы окисления органических соединений

Термический метод [5.6, 5.7, 5.9—5.11, 5.25, 5.26, 5.29, 5.47, 5.52, 5.54, 5.62, 5.71, 5.73]. Метод основан на окислении кислородом воздуха органических соединений при высоких температурах. В зависимости от условий режима окисления, технологического оформления процесса и состава отходов термический метод подразделяется на ряд способов огневое обезвреживание при температуре выше 800°С и давлении ниже 0,2 МПа (сжигание) окисление газообразных органических соединений в присутствии катализаторов при 100—500°С и атмосферном давлении (катализ) окисление органических соединений при 100—300°С, давлении более 0,2 МПа и неполном испарении воды (мокрое сжигание, процесс Циммермана, жидкофазное окисление, высокотемпературная минерализация). [c.497]

За последнее время все большее значение приобретает окисление органических соединений кислородом воздуха в присутствии катализаторов. На нем основаны многие крупные производства основного органического синтеза. Катализаторами процесса являются окислы металлов и их соли, и наиболее активны в этом отношении соли жирных и нафтеновых кислот с металлами с переменной валентностью (РЬ, Мп, Си). Иногда окисление проводят в газовой фазе при атмосферном или повышенном давлении. [c.126]

В резиновой промышленности применяются в качестве вулканизаторов и ускорителей для улучшения эластичности и повышения стойкости резины. Находят все расширяющееся применение в химической и фармацевтической промышленности для катализаторов окисления органических соединений, гидрирования и дегидрирования, галогенирования и т. п. Увеличивают стойкость смазочных масел против окисления. Входят в состав различных дезинфицирующих веществ, инсектицидов, фунгицидов и гербицидов, некоторых фармацевтических препаратов. Оксидихлорид селена — хороший растворитель и пластификатор. Селен применяется также для изготовления красителей, а теллур — специальных взрывателей [55]. [c.117]

Исключением является глава V, посвященная катализаторам окисления органических соединений. В связи с тем, что для этой реакции ранее была предложена систематизация катализаторов, в главе V рассмотрение каталитических свойств веществ проведено на основании этой систематизации. [c.6]

КАТАЛИЗАТОРЫ ОКИСЛЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ [c.187]

Эффективные катализаторы окисления органических соединений, включая контакты, используемые в настоящее время в промышленности, найдены не на основе строгой научной теории, а путем эмпирического подбора и применения химических аналогий. В то же время в последние годы установлены определенные закономерности и разработаны теоретические подходы, связывающие каталитические свойства веществ с их физико-химическими свойствами. Эти закономерности и теоретические представления могут в определенной мере облегчить эмпирические поиски подходящих катализаторов на практике. [c.188]

В отличие от простейших реакций окисления, которые рассматривались в главе 7, 1, для большинства органических веш,еств следует различать глубокое окисление до СО2 и HgO и мягкое окисление с образованием ценных кислородсодержаш их соединений спиртов, кислот, альдегидов, алифатических окисей и т. д. Б литературе можно найти много исследований по закономерностям подбора катализаторов окисления органических веш,еств. Большинство их, однако, посвящ ено подбору селективных катализаторов мягкого окисления. Изменения активности и селективности катализаторов, как правило, не совпадают. Поэтому из данных по подбору катализаторов для получения конкретного кислородсодержащего соединения обычно нельзя вывести общих закономерностей подбора катализаторов окисления органических соединений. [c.153]

Катализаторы, применяемые для окисления органических соединений кислородом, можно регенерировать обработкой азотной кислотой, растворя- [c.311]

Теоретический анализ показывает [17], в согласии с опытом, что оптимальному катализатору процесса глубокого окисления любого вещества отвечают невысокие значения <75 (порядка 15—25 ккал) этим объясняется отмеченное выше сходство в рядах относительной каталитической активности для окисления органических соединений весьма различного строения. [c.191]

С другой стороны, очевидно, что катализаторы окисления неорганических соединений должны иметь и свойства, общие с контактами окисления органических веществ, поскольку в обоих случаях, как правило, необходимым этапом реакции является активация кислорода. [c.216]

Для глубокого окисления органических соединений применимы все благородные металлы, но окись этилена из этилена и кислорода может быть получена только на серебряном катализаторе. С другой стороны, металлический никель катализирует реакции гидрирования, но не окисления, тогда как пятиокись ванадия хороший катализатор реакций окисления, но не реакций гидрирования. Эти катализаторы обладают групповой специфичностью. Примером универсальных катализаторов могут служить платина, катализирующая разнообразные реакции, в том числе гидрирования и окисления, и ионы водорода, катализирующие реакции гидролиза, изомеризации, алкилирования, гидратации олефинов и т. д. [c.162]

В настоящее время в гетерогенном катализе начаты широкие исследования по применению в качестве катализаторов твердых органических соединений. Известны работы по применению в качестве катализаторов в реакциях окисления хелатных комплексов [76] различных фталоцианинов и полифталоцианинов [c.57]

Однако недавние исследования по окислению гептана, о-ксилола и циклогексана дают основание считать, что механизм реакций окисления органических соединений на твердых катализаторах не может быть сведен к механизму объемных цепных процессов или приравнен к механизму газофазных процессов [87, 91]. [c.61]

Если вся система реакций (1.61) — (1.64) обратима и близка к состоянию равновесия, то состав катализатора, вне зависимости от исходного, целиком определяется термодинамическими условиями равновесия. В этом случае, если состав катализатора, например окисла, определяется целиком парциальным давлением одного из компонентов, например кислорода, то, в соответствии с условиями гетерогенного равновесия, для всей области температур Т и парциальных давлений Р, за исключением точки равновесия с определенными Т и Р, катализатор будет представлять собой одну фазу. Если реакция проводится в точке равновесия, то катализатор может быть двухфазным, однако практическое осуществление такого случая невероятно. Иное дело, если протекающие в системе реакции, например реакции контактного окисления органических соединений, практически необратимы, тогда фазовый состав работающего катализатора целиком определяется кинетическими, а не термодинамическими параметрами. При проведении обратимых реакций в условиях, далеких от равновесия (что большей частью бывает на практике), фазовый состав катализатора также не определяется термодинамикой. [c.69]

Рассматривая свои данные, Н. В. Кулькова и М. И. Темкин [97] отмечают, что значения Со- К1 находятся в соответствии с характером активности катализаторов наибольшие величины Ро-[К1 характеризуют пластину и окись ванадия, являющиеся оптимальными катализаторами процессов окисления средние значения Qo-[к] относятся к окисям железа и кобальта, являющимся оптимальными катализаторами реакции окиси углерода с водяным паром наименьшие значения относятся к окисям меди и серебра, катализирующим наилучшим образом мягкое окисление органических соединений. Таким образом, это подтверждает, что каждой реакции соответствует свой оптимум величин энергий связей с поверхностью катализатора. [c.490]

Каталитические свойства соединений марганца наиболее ярко выражены в окислительных реакциях. Катализаторами при этом служат главным образом окислы марганца и соли жирных или ароматических кислот, нафтенаты, резинаты. Катализ мягкого (неполного) окисления органических соединений ведут главным образом соли органических кислот. Окисление проводится в жидкой фазе и сравнительно мягких условиях (120—140° С). Так, на ацетате марганца окисление ацетальдегида в уксусную кислоту и уксусный ангидрид идет с выходом 97—99% [169—173]. С высоким выходом окисляются и другие альдегиды пропионовый, выход 90% [175], изовалериановый [176], кротоновый — выход 78% при 5—8° С [177]. Ацетофенон окисляется на резинате марганца при 150° С с выходом 70—75% [184]. [c.689]

Гетерофазные системы газ - жидкость (в жидкости может быть растворен катализатор) очень широко используются в органической технологии. Примером могут служить процессы окисления органических соединений молекулярным кислородом, гидрирования, алкилирования, сульфирования и сульфатирова-ния триоксидом серы, реакции гидроформилирования, синтез уксусной кислоты из метанола и СО и др. Основные условия достижения высокой конверсии реагентов, селективности и устойчивости режима заключаются в обеспечении хорошего контакта фаз и теплообмена в реакционной системе. [c.48]

Состояние вопроса можно вкратце свести к следуюпщм цоложе-ниям. Благодаря достаточной подвижности электронов в металлических структурах металлы хорошо катализируют гомолитические реакции гидрирование, восстановление, окисление. Цри этом, в противоположность распространенному мнению, в определенных условиях, например при жидкофазных реакциях, металлы являются неплохими катализаторами неполного окисления органических соединений [25]. [c.157]

В заключение отметим, что для нестационарного способа обезвреживания газовых выбросов промышленных предприятий целесообразно использовать окисные катализаторы. Классификация катализаторов глубокого окисления органических соединений и оксида углерода, их важнейшие характеристики приведены в ряде обзорных работ [12—14], Катализаторы на основе металлов платиновой группы являются наиболее активными и универсальными. Однако благородные металлы имеют высокую стоимость. В этом плане перспективны катализаторы на основе оксидов или солей переходных металлов (меди, кобальта, хрома, никеля, марганца), которые, несколько уступая по своей активности катализаторам, содержащим благородные металлы, значительно дешевле и доступнее. В научной и патентной литературе описаны разнообразные каталитические системы, применяемые для обезвреживания токсичных выбросов. Перечислим здесь лишь несколько марок окисных катализаторов, вы-1гускаемых в СССР. [c.174]

Обобщение исследований ряда основных проблем глубокого окисления органических соединений дано в работах Л.Я.Марголис, О.В.Крылова, В.А.Ройтера, С.Л.Кипермана, В.Д.Сокольского, Г.И.Голодца, В.В.По-новского, Я.Б.Гороховатского, В.М.Власенко и других ученых. Разработаны многочисленные катализаторы глубокого окисления органических веществ как металлического типа (в основном, нлатина или палладий или их смеси, нанесенные в небольших количествах на инертный носитель), так и более дешевые катализаторы - оксиды металлов, однако при этом остается далеко до конца не решенной проблема их выбора для конкретных процессов очистки газов [10]. Приводимые в технической литературе данные редко содержат информацию, позволяющую моделировать процесс термокаталитической очистки газов на основе экспериментальных материалов [11], которые к тому же часто противоречивы. В связи с этим нами сделана попытка обобщения и анализа ряда задач термокаталитической очистки паровоздушных смесей от примесей наиболее характерных органических веществ, содержащихся в отходящих газах про- [c.9]

Как правило, высокотемпературным процессам соответствует стадийный механизм. При низких температурах более вероятен слитный механизм. Если скорость процесса окисления на несколько порядков превышает наблюдаемые скорости окисления и восстановления катализаторов, допускается возможность захвата катализатором свободной энергии реакции с реализацией энергетического механизма активации. Таки<1 образом механизм каталитического окисления органических соединений или водорода, предложенный Г. К. Боресковым, находится в согласии с основными принципами мультиплетной теории, которая была создана для реакций гидрирования, дегидрирования и дегидратации. В реакциях окисления на первый план выдвигается энергетическое соответствие. [c.91]

Окисление органических соединений чаще всего осуществляется при помощи следующих окислителей кислорода воздуха, перманганата калия, хромовой смеси (получаемой растворением бихромата калия или натрия в серной кислоте), хромового ангидрида, азотной кислоты, озона, двуокиси свинца, окиси серебра, трет-бу-тилата алюминия и др. Действие окислителя на органическое соединение зависит от характера окисляемого вещества и от химической природы самого окислителя. Так, например, при окислении анилина хромовой смесью образуется бензохинон бертолетовой солью или хромпиком в присутствии катализатора (соли ванадия, меди или железа)—анилиновый черный (красител сложного строения) перманганатом калия в нейтральной среде — азобензол, в щелочной — нитробензол хлорноватой кислотой — /г-аминофе-нол [c.182]

Каталитическая активность сложных оксидных систем как и индивидуальных оксидов хорощо коррелирует с прочностью связи кислорода в решетке твердых тел. С увеличением прочности этой связи активность сложных оксвдных катализаторов в реакциях глубокого окисления органических соединений, как правило, убьтает. Зависимость между скоростью глубокого окисления органических веществ на различных катализаторах и прочностью связи кислорода с их поверхностью часто рассматривается как доказательство протекания указанных реакций по стадийной схеме, включающей отрыв поверхностного кислорода в качестве обязательной (даже лимитирующей) стадии процесса. В то же время известны и другие, неокислительные реакции, для которых также наблюдается довольно хорошая корреляция между скоростью катализа и прочностью связи кислорода. Например, на молибдатах различных элементов существует зависимость между скоростями изомеризадии бутена-1 в бутен-2, глубокого окисления олефинов и восстановления поверхности водородом и пропиленом (рис. 20). Скорости всех указанных реакций зависят от энергии связи кислорода с катионом. [c.100]

Приведенные выше примеры глубокого каталитического окисления различных компонентов отходящих газов показывают, что этот метод, освоенный в промышленном масштабе на ряде предприятий, очень эффективен. Дешевизна и простота устройств для глубокого окисления созда1от необходимые условия для широкого внедрения их в практику, тем более, что в настоящее время уже имеются дешевые катализаторы для окисления органических соединений почти всех классов. [c.151]

В сборник включены все материалы, доложенные на совещании, за исключением доклада Л. Я. Марголис, А. В. Крыловой, О. В. Исаева и Э. С. Александрова Электронные свойства и активность сложных катализаторов окисления углеводородов , доклада И. И. Иоффе, 3. И. Ежкова и А. Г. Любарского Некоторые вопросы избирательного окисления органических соединений на неметаллических катализаторах , доклада Д. В. Сокольского Структурные, энергетические и электронные факторы при подборе катализаторов гидрогенизации в растворах , доклада А. А. Пономарева и А. С. Чеголя Некоторые экспериментальныеданные [c.3]

В катализе разделение реакций на наралле.льпыеи последовательные не мон ет быть строгим но нескольким причинам а) Часто встречаются процессы с явным наложением параллельных реакций на последовательные. Это, в частности, четко показано с помощью изотопной метки по углероду для каталитического окисления органических соединений кислородом [17] (рис. 1). б) Однако и в тех случаях, когда различные стабильные продукты, как, например, различные кислородные органические соединения, поддающиеся выделению, образуются практически независимо и параллельно, оиитез каждого из этих продуктов на любом катализаторе проходит через ряд последовательных скрытых этапов, в большинстве которых участвуют или образуются лабильные активные вещества [18]. Новые физические методы исследования быстро расширяют наши знания о характере и свойствах этих иродуктов. В гетерогенном катализе можно ожидать уменьшения числа независимых параллельных процессов при повышении однородности поверхности в микрохимическом и энергетическом отношении. При прочих равных условиях в гомогенном катализе параллельные независимые реакции должны быть меньше распространены, чем в гетерогенном. [c.19]

Рассмотренные опытные данные по каталитическим свойствам веществ в отношении окисления органических соединений указывают на существование определенной взаимосвязи между типом катализируемой реакции и положением в таблице Менделеева элементов, входящих в состав соответствующих оптимальных катализаторов. Так, наиболее активные металлические и окисные катализаторы глубокого окисления различных веществ обычно содержат элементы УИ1 групп — платину, палладий, кобальт, никель, а также элемены соседних побочных подгрупп УИ и I групп (медь, марганец). Неполное окисление различных соединений в органические кислоты или их ангидриды, а также ароматических веществ и спиртов в карбонильные соединения лучше всего катализируют окисные контакты на основе ванадия и молибдена — переходных элементов У и У1 групп. Мягкое окисление олефинов эффективно ускоряется катализаторами, содержащими элементы побочной погруппы I группы (Си, А ), а окислительное дегидрирование — сложными окис- [c.212]

Таким образом, круг катализаторов окисления СО, водорода, аммиака практически не отличается от набора контактов, применяющихся при окислении органических соединений. Очевидно, это связано со схожестью начальных стадий механизмов этих процессов, определяющих их дальнейшее протекание. Согласно электроннохимической схеме гетерогеннокаталитических реакций окисления, предложенной В. А. Ройтером, такими начальными стадиями могут быть процессы ионизации окисляющихся веществ и кислорода с образованием соответственно положительно и отрицательно заряженных ионов на поверхности. Иными словами, указанные реакции протекают, в сущности, по одноэлектронному механизму. [c.282]

Значительно более распространенными катализаторами жидкофазного окисления органических соединений являются соли железа, никеля и особенно кобальта (обычно соли органических кислот), причем в данном случае, в отличие от предыдущих, имеет место гомогенное каталитическве окисление. Сюда относятся процессы окисления парафинов [496, 980—984], [c.731]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология