Катализаторы процессов глубокого окисления

КАТАЛИЗАТОРЫ ПРОЦЕССОВ ГЛУБОКОГО ОКИСЛЕНИЯ [c.189]

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]

На рис. 21 показаны результаты испытаний активности контрольного образца катализатора процессов глубокого окисления углеводородов на установках варианта I (см. раздел 1.7.1.). Видно, что погрешность испытаний не превышает 7,5 %(отн). [c.66]

В табл. 2.13 приведены результаты испытаний на активность в процессе глубокого окисления ИПС из смеси с воздухом на катализаторе АП-56 и композиции для катализаторного покрытия на основе АП-56. Объемы катализаторов составляли 6 м объемные скорости находились в пределах 2500-15000 ч . [c.129]

Ряды активности оксидных катализаторов в процессах глубокого окисления углеводородов [c.13]

Экспериментально показано, что общий механизм активации двухатомных молекул позволяет в рамках единого подхода прогнозировать каталитические свойства в отношении таких важнейших процессов гетерогенного катализа, как процессы глубокого окисления, синтеза аммиака, гидрирования, которые ранее рассматривались как весьма далеко отстоящие друг от друга реакции. Это создает основу для обобщения опыта, накопленного при подборе катализаторов в отношении того или иного типа реакций, и перенесения его из одной области в другую. [c.250]

На олово-сурьмяном катализаторе (5п 5Ь=1 4) кинетику окисления изобутилена изучали в безградиентном реакторе, изменяя концентрацию олефина от 0,2 до 2% (об.), а концентрацию кислорода от 3,5 до 15% (об.) [377]. Скорость образования метакролеина не зависела от концентрации кислорода. Скорость образования СО и СОг изменялась в завиоимости от концентрации кислорода, вероятно, потому, что кислорода, адсорбированного на поверхности катализатора, было достаточно только для окисления изобутилена в метакролеин и процессы глубокого окисления возможны лишь за счет иислорода газовой фазы. [c.232]

Отдельные закономерности процессов глубокого окисления освещены в монографиях Л. Я. Марголис Гетерогенное каталитическое окисление углеводородов ( Химия , 1967 г.), Окисление углеводородов на гетерогенных катализаторах ( Химия , 1977 г.) и Г. И. Голодца Гетерогенно-каталитические реакции с участием молекулярного кислорода ( Наукова думка , 1977 г.). В 1982 г. вышел сборник Проблемы кинетики и катализа , т. 18, в котором опубликованы обзоры, посвященные различным аспектам процессов глубокого окисления. Однако на основании изложенных в перечисленных книгах сведений трудно получить рекомендации для практического осуществления глубокого окисления. [c.4]

В связи с этим в настоящей книге рассмотрены в основном процессы и катализаторы, имеющие значение для практики, описаны методы приготовления катализаторов, особенности механизма и кинетики окисления органических веществ разного строения на них и приведены данные об очистке отходящих газов ряда промышленных производств, отработавших газов автомобилей и сточных вод в паровой фазе. Кроме того, кратко освещены и другие области применения процессов глубокого окисления (источники тепла, газоанализаторы и др.). [c.4]

Поскольку в процессе глубокого окисления органических веществ вследствие экзотермичности реакции в слое катализатора могут развиваться высокие температуры, необходимо чтобы катализатор был термостойким. Обычно под термостойкостью катализатора подразумевают его способность сохранять свою активность в процессе работы при высоких температурах. К сожалению, многие катализаторы, обладающие большой начальной активностью, теряют ее в результате работы при высоких температурах, вследствие спекания и уменьшения поверхности. [c.10]

Первые данные о гетерогенно-гомогенных процессах окисления различных веществ были получены более 30 лет назад, Такой механизм был обнаружен при глубоком окислении пропилена на платине, нанесенной на сульфат бария и хромит магния [73]. Аналогичный механизм в реакции окисления бензола на алюмоплатиновом катализаторе и платиновой фольге [74] был зафиксирован методом раздельного калориметрирования при концентрации бензола 0,1 и 0,2 М (100 °С) между катализатором и объемом в проточном реакторе наблюдался перепад температур 1,4 и 4,3 °С соответственно, что указывает на протекание реакции по гетерогенно-гомогенному механизму. При 200 °С доля гомогенной составляющей процесса глубокого окисления возрастает. [c.77]

Роль добавок окислов тяжелых металлов сводится к блокировке в процессе приготовления катализаторов наиболее энергетически активных участков поверхности окиси меди, вследствие чего процесс глубокого окисления протекает на участках окиси меди, менее активных, чем без добавок, и требующих большей энергии активации. Введение добавок не оказывает действия на второй процесс — образования альдегидов, так как он протекает на активных участках закиси меди, получающейся не в ходе приготовления катализатора, а под воздействием среды во время самой каталитической реакции. [c.157]

На рис. 27 представлена зависимость удельной каталитической активности веществ в реакции глубокого окисления пропилена при 300° С от величины энергии связи кислород — катализатор. Наблюдаемое уменьшение скорости реакции с увеличением qs согласуется с представлением о том, что процесс протекает по схеме попеременного восстановления — окисления поверхности, причем в медленной стадии происходит разрыв связи кислород — катализатор. Аналогичные зависимости получены для процессов глубокого окисления большого числа других органических соединений на простых и сложных окисных катализаторах [16—25]. [c.191]

Некоторую помощь при практическом подборе катализаторов могут оказать описанные выше зависимости между каталитическими и физико-химическими свойствами, обоснованные данными по механизму реакций. Наиболее определенной является зависимость между каталитической активностью в отношении процессов глубокого окисления и энергией связи кислород — катализатор, позволяющая ориентировочно оценивать до опыта относительную скорость катализа. Пока менее определенны и четки подобные зависимости для процессов неполного окисления. [c.213]

Среди простых окислов наиболее активными катализаторами окисления СО, Н2 и NHg являются окислы переходных металлов с высокой подвижностью поверхностного кислорода. Энергия разрыва связи Ме—О на поверхности этих окислов входит, очевидно, в величину энергии активации лимитирующей стадии процесса. Это сближает рассматриваемые реакции с процессами глубокого окисления органических соединений. В случае аммиака уменьшение подвижности поверхностного кислорода не только понижает суммарную степень превращения NHg, но изменяет селективность процесса на окислах с малыми образуются преимущественно продукты более глубокого окисления (при относительно низких температурах — NjO при более высоких — N0), а на окислах с высокими — основным продуктом окисления является азот. При окислении органических соединений сравнительно малая подвижность поверхностного кислорода также является необходимым, но, в отличие от окисления аммиака, недостаточным условием высокой селективности катализаторов в отношении образования продуктов неполного окисления. [c.281]

Таким образом, на примере трех различных по химической природе веществ и двух катализаторов показано, что водяные пары не только не затрудняет процесс глубокого окисления, но в отдельных случаях облегчают разложение веществ до конечных продуктов (СО2 и Н2О). Данные по глубокому окислению ряда органических веществ в среда водяного пара приведены в табл. 5. [c.24]

Окисление хлортолуолов и хлорксилолов, содержащих атомы хлора в ароматическом ядре, в присутствии названных катализаторов имеет место уже при температурах 130-140 °С [180-182]. Так, окисление 2,4-дихлортолуола молекулярным кислородом в присутствии стеарата кобальта протекает с достаточной скоростью при 140 °С [180]. С повышением температуры скорость реакции возрастает (рис. 23,а), однако при температуре выше 170°С более ощутимыми становятся процессы глубокого окисления, приводящие к деструкции продуктов реакции и снижению их выхода. [c.80]

Процесс глубокого окисления углеводородов в вихревом термокаталитическом реакторе фактически проходит в двустороннем поле ИК-излучения, возникающем вследствие переизлучения поверхностью катализатора. Этот фактор способствует повышению температуры у пристенного (катализаториого) подслоя оптически активного закрученного потока газа и, как следствие, уменьшению его толщины. Возрастает конвективная составляющая тепло-и массообмена в радиальном направлении, от поверхности катализатора к ядру струи потока. Если учесть, что в объеме оптически [c.284]

В связи с этим нами была изучена работа ряда полифункциональных п эомышленных катализаторов (табл. 1.5) в процессах глубокого окисления различных классов органических веществ (табл. 1.1), которые обыч-Н(з используются в иных технологических процессах (платформинг, гидрирование углеводородов, конверсии СО в СО и др.). [c.14]

Исходные данные мощность выброса - 12 500 м7ч химический состав выброса % об) азот - 78, кислород -21, аргон - 0,93, пары воды -0,04, диоксид углерода - 0,03 концентрация примесей, подлежащих обезвреживанию (г/м ) фенол - 1,25, этанол - 0,025 предельно допустимые кэнцентрации (мг/м ) фенол - 0,01, этанол - 6 температура промышленного выброса - 15°С катализатор - АП-56, размеры гранул катализа-тэра (м) диаметр - 0,003, высота - 0,005 порозность слоя катализатора - 0,375 требуемая степень очистки по веществу с меньшей предельно допустимой концентрацией У = 0,998. Расчет выполняется по фенолу. Кинетическое уравнение процесса глубокого окисления фенола на катализаторе АП-56 (табл. П,1) [c.224]

Начиная с 60-х годов этот подход получил особенно широкое развитие в работах Г. К. Борескова с сотр. Идея этих работ основана на возможности установления вытекающей из соотнощения Бренстеда—Поляни связи между изменением энергии активации реакции и изменением определенных термодинамических параметров каталитической системы. Первоначально этот подход, был успешно применен к исследованию активации молекулярного кислорода и разнообразных процессов глубокого окисления. Удалось выявить отчетливую зависимость каталитической активности от энергии связи поверхностного кислорода, которая позволяет направленно вести подбор катализаторов [31—32]. Именно Борес-кову и принадлежит идея обобщения всех теоретических и экспериментальных работ в данной области в единое целое, названное им теорией предвидения каталитического действия . [c.249]

На лабораторной установке определялась возможность применения различных образцов катализаторов для процесса глубокого окисления индивидуальных органических веществ в парогазовой фазе. В качестве индивидуальных веществ применяли уксусную кислоту, этиловый спирт, ацетальдегид, как основные примеси в отработанном воздухе после окисления парафина. Всего было испытано на лабораторной установке около 60 образцбв катализаторов как промышленных, так и образцов, приготовленных в лабораторных условиях. [c.184]

Сравнение этих уравнений с аналогичными за 01номер ностями на катализаторах глубокого окисления (табл. 109) показывает, что в форме уравнений не имеется существенных различий. Наблюдаются аналогичные зависимости от концентраций углеводорода и иислорода. Такие результаты указывают, что процесс глубокого окисления углеводородов протекает яа катализаторах и мягкого и глубокого оиисления через одинаковые промежуточ1ные фо1р-мы. По мнению некоторых исследователей, деление катализаторов окисления на два независимых класса гае имеет смысла, поскольку при малых глубинах превращений углеводородов можно получить продукты мягкого окисления на всех катализаторах [416]. [c.261]

Процессы глубокого окисления на практике проводят с совершенно иной целью, чем мягкое окисление. Катализаторы и технология глубокого окисления должны обеспечивать практически полное тгревращение окисляемого вещества в двуокись углерода и воду и совершенно исключать образование окиси углерода и токсичных кислородсодержащих органических веществ (альдегидов, кетонов и др.). Глубокое окисление проводят, в частности, для целей очистки воздуха. [c.300]

Исследование глубокого окисления бензола, толуола и ксилола в воздухе (250—350 °С, скорость потока 20 000—70 000 ч ) для очистки промышленных газов показало, что для этого процесса можно использовать катализато1р из хромо-никелевого сплава с нанесенной на него платиной (0,7— 2,0 мг на 1 л готового катализатора). Степень глубокого окисления углеводородов яа таком катализаторе в указанном температур ном интервале составляет 85—100% [496]. [c.304]

В последнее время процессы глубокого окисления углеводородов специально используют как новые источники тепла. Созданы аппараты, в которых окисляют углеводороды на различных катализаторах, а выделяющееся тепло расходуют для целей обогрева, [498]. В зависимости от габаритов обогреваемых объектов, температуры. н других факторов применяют различные конструкции источников тепла, где можно регулировать количество бензнна или другого жидкого топлива, подаваемого на сжигание, и скорость его превращения в двуокись углерода и воду, т. е. количество тепла, выделяющегося в единицу времени. Эти системы должны получить широкое распространение в быту (например, обогрев палаток туристов и рыболовов), а также в технике, так как они пожаробезопасны и дают тепло без пламени . [c.304]

При малых значениях критерия Ке движение ламинарное, а при больших-турбулентное. Критическое значение Ке, соответствующее изменению характера движения в трубах, равно 2300. При движении газа через пористую среду критическое значение Кскр значительно ниже. При увеличении турбулизации потока (росте числа Ке) скорость диффузии реагентов к поверхности катализатора увеличивается. Ряд процессов глубокого окисления выгодно проводить в области внешней диффузии. [c.119]

На практике в некоторых случаях очистку газовых смесей от органических веществ необходимо, проводить при низких температурах. Для понижения температуры процесса глубокого окисления углеводородов предложено использовать реакцию разложения озона [209, 210]. Смысл введения озона состоит в том, что активный атомный кислород, образующийся при каталитическом разложении озона при комнатной или близкой к ней температурах, может окислять до продуктов полного превращения молекулы углеводорода, активированные при этих температурах на поверхности катализатора. На палладиймарганцевом катализаторе разложение озона и необратимая хемосорбция ненасыщенных углеводородов происходят при температурах, близких к комнатной. В частности, при введении в реакционную смесь озона в количестве, близком к стехиометрическому, каталитическое окисление ароматических и олефи- [c.174]

При сложных каталитических процессах, протекающих с образованием нескольких продуктов, напршер, окислите.шьных органических реакций в паровой фазе, на пористых катализаторах затруднения с переносом вещества в порах могут привести не только к изменению производительности, но и оказывать глияние на избирательность, В случае протекания процесса по пос/едовательной схеме образования полупродуктов, во внутренней диффузионной области вследствие длительного контактирования в порах могут протекать процессы глубокого окисления первичных продуктов превращения. [c.177]

Это выразится в снижении избирательности по иродуктам мягкого окисления, что можно качественно наблюдать, гфименив для исследования метод диафрагм, при изменении состава реакционной смеси в проточной и замкнутой камерах реактора. При протекании в порах процессов глубокого окисления в замкнутом объеме (центр зерна) будут накопиться лишь продукты глубокого окисления. Такая картина наблюдалась в исследовании процесса окисления нафталина методом диафрагм на окиснованадиевом катализаторе 2 4/. [c.177]

Адсорбция органических веществ в процессе глубокого окисления сопровождается существенными изменениями и даже деструкцией молекул. Так, вапрпюр, при адсорбции этилена и прсяшлена на ал1>-момеднооксидном катализаторе образуются ЛГ -комплексы. Бензол на [c.18]

В НПО "Яеннефтехим" проводились работы по изучению характера превращений некоторых органических соединений при их глубоком окислении в среде водяного пара. Для этого изучаемые вещества в контакте с катализаторе подвергали термообработке как в среде инертного газа, т.е. в условиях, при которых поверхностные соединения могут образовываться с участием кислорода катализатора или носителя и являются собственно продуктами превращений веществ на катализаторах, так и при недостатке кислорода, когда образуются продукты неполного окисления. Такие вещества являются промежуточными соединениями процесса глубокого окисления [28]. [c.20]

Суда по количеству образовавшихся продуктов расщепления предпочтительным является направление П. Однако превращение кислоты на поверхности обоих катализаторов проходит неодинаково. Алшо-меднооксидный катализатор в большей степени ускоряет реакцию дегидрирования за счет реакции дегидратации, чем АП-56. Что же касается водяных паров, то они в даннсш случае не оказывают влияния на выход продуктов реакций I, П и потому ве иогут ухудшать процесс глубокого окисления. [c.21]

При окислении углеводородов в качестве катализаторов обычно применяются кобальтовые, марганцевые, железные, медные, хромовые, свинцовые, никелевые соли органических кислот. Солевые катализаторы не только широко применяются в лабораторных экспериментах, но и используются при осуществлении различных технологических процессов. Так, например, перманганат калия служит катализатором окисления парафина кислородом воздуха в производстве жирных кислот, ацетаты кобальта и марганца используются при превращении ацетальдегида в уксусную кислоту и уксусный ангидрид, стеарат кобальта — при окислении циклогексана. Катализаторы дают возможность проводить реакцию при более низкой температуре, т. е. в более мягких условиях, и таким образом уменьшают развитие процессов глубокого окисления. По катализированному окислению циклогексана опубликовано значительное количество работ, содержащих существенный материал [1—8]. На примере окисления циклогексана установлено, что катализаторы обладают тремя функциями иниции- [c.175]

Дополиительным увлажнением реакционной смеси можно существенно повысить степень конверсии исходного вещества, увеличить общую скорость процесса, поднять выход отдельных продуктов неполного окисления (особенно карбоновых кислот), замедлить или ускорить окислительное деалкилирование, затормозить процессы глубокого окисления и т. д. [90—92]. Поскольку вода принимает участие в продолжении окислительного процесса во всем реакционном объеме, а также в еще большей степени модифицирует поверхность катализатора, изменяя его селективность, при окислении в присутствии воды необходимо применять катализаторы, обладающие специфическим сродством к ней. К таким катализаторам относятся, например, окисные олово-ва-надиевые [91] и ванадий-титановые [92] контакты. Промотирующие свойства окислов олова и титана по отношению к окисному ванадиевому катализатору обусловлены, надо полагать, их способностью активно адсорбировать воду при повышенной температуре, содействовать ее диссоциации (иногда с выделением продуктов распада, в частности молекулярного водорода, в газовую фазу), окисляться под влиянием воды с образованием лабильных неорганических перекисей и гидроперекисей и т. д. Учитывая специфику влияния добавок водяных паров на контактное окисление, некоторые синтезы НО-содержащих органических соединений из углеводородов под действием смеси НгО - - Ог можно выделить в отдельную группу реакций окислительного гидр-оксилирования [88, 89]. [c.40]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология