Каталитическое окисление метана в формальдегид

Каталитическое окисление в жидкой фазе имеет то преимущество перед газофазным процессом, что позволяет более точно регулировать состав конечных продуктов [60]. Та1 , при окислепии н-бутана в жидкой фазе образуется в первую очередь уксусная кислота при полном отсутствии формальдегида. При окислепии же пропана в газовой фазе, напротив, образуются главным образом пропионовый альдегид, пропиловый спирт, ацетон, уксусный альдегид, уксусная кислота, формальдегид, метиловый спирт, окись пропилена, окись этилена. При окислении н-гексана теоретически можно получить около 60 различных продуктов окисления, не считая вторичных продуктов, образующихся за счет дальнейших реакций кислородсодержащих компонентов. Метан и этан не только содержатся в значительно больших количествах в природном газе, чем пропан или бутан, но они представляют интерес и для применения в качестве исходного сырья, так как нри окислении дают продукты более простого состава. Именно сложный состав продуктов газофазного окисления был причиной того, что внедрение этого процесса в промышленную практику сильно задержалось. [c.151]

Метан — углеводород, наиболее прочный и устойчивый к химическим воздействиям. При каталитическом окислении и неполном сгорании образует смесь метанола, формальдегида и др. При взаимодействии с серой при 780—980 К образует сероуглерод СЗг (в присутствии катализаторов) [40]. [c.20]

Каталитическое окисление метана в формальдегид в промышленном масштабе было впервые осуществлено в Румынии. Процесс проводили при 400—600 °С с 10-кратной циркуляцией газа и в присутствии оксидов азота (1—2%) в качестве гомогенного катализатора. Селективность метана по формальдегиду составляла 8%, около 30% метана окислялось до СО, СОг и НгО, остальной метан оставался непрореагировавшим. Концентрация формальдегида в реакционных газах составляла 0,16—0,24%. После абсорбции водой получали 5—7%-ный раствор формальдегида (формалин). Для ускорения окисления метана используют тетраборат калия, а для торможения окисления формальдегида в СОг и НгО — специальную насадку. [c.168]

Применение закалки в случае гетерогенно-гомогенных каталитических процессов, как это следует из данных по окислению метана [7, 8], аммиака и водорода,— весьма действенный рычаг управления ходом реакции. В качестве примера можно привести тот факт, что нами обнаружена целая группа катализаторов, окисляющих метан в формальдегид с высокой избирательностью. Однако эти же катализаторы при испытании их в обычных реакторах, широко используемых ныне для испытания катализаторов, особых каталитических свойств не проявляют, ибо основным продуктом реакции становятся СОг и НгО. [c.68]

Получение формальдегида описано в работе [63]. Для окисления метана в плазме вводился воздух вместо кислорода. Максимальный выход формальдегида в этом случае составлял около 8% от пропущенного метана при соотношении между воздухом и метаном, равном 20 1. Применение воздуха вместо чистого кислорода увеличили выходы альдегида в 3—4 раза (при тех же соотношениях метана и кислорода). Скорость закалки продуктов реакции составляла 5 10 град/сек. Авторы предполагают, что увеличение выхода формальдегида при замене чистого кислорода воздухом происходит за счет каталитического влияния окислов азота, которые образуются при наличии азота в процессе окисления метана. [c.168]

Среди процессов каталитического окисления встречаются реакции большого промышленного значения, на которые имеются ссылки в таблицах, посвященных этим процессам. Отметим практическое использование некоторых про-дуктсв, полученных в процессах каталитического окисления. Окисление окиси углерода при обыкновенной температуре воздухом в двуокись углерода очень важно для производства противогазов. Большие количества метана получаются из природного газа, коксового газа, газа переработки нефти, крекинг-газа, а также из других источников. Этот метан — основной материал для получения водорода в химической промышленности (синтез аммиака, гидрогенизация нефтяных продуктов и угля). Известны два направления, в которых может лроисходить окисление метана 1) окисление углерода метана для получения водорода и 2) окисление метана с целью получения формальдегида. Водород можно получить непосредственным расщеплением метана на элементы или каталитическими превращениями в присутствии кислорода или водяного пара [c.583]

При окислении метана на различных катализаторах и водорода на платине нами установлено, что, по-видимому, существует два различных механизма гетерогенно-гомогенных процессов каталитического окисления. Мы проверили, что метан очень хорошо окисляется в СО2 и Н2О на асбесте, никеле, серебре, пермутите, железе, окиси цинка, смеси окиси цинка с окисью меди, силикагеле, размолотом кварце, латуни и других катализаторах. Даже в условиях закалки формальдегид появляется лишь в небольших количествах. Только на кварце, окиси бериллия, фарфоре и некоторых других катализаторах СН2О образуется в значительных количествах, но при одном обязательном условии — применении закалки. Без нее образуются СОг, Н2О и лишь небольшие количества формальдегида. [c.69]

Каталитическое окисление эта1на, в отличие от пропана и бутана, должно давать менее сложный состав продуктов реакции. Однако даже на основании простейших теоретичеоких предпосылок можно ожидать образование формальдегида и ацетальдегида, соответствующих спиртов, кислот, окиси этилена и других соединений, которые идентифицированы при гомогенном некаталитическом превращении этана [3]. В газовой фазе могут присутствовать окись и двуокись углерода, этилен, метан и ненрореагировавший этан. [c.61]

Ряд советских ученых занимался каталитическим окислением. С. С. Медведев нашел, что метан может быть окислен воздухом в формальдегид с выходом до 15% над станнатом и ванадатом кальция [133]. Эта задача очень зама нчива, так как ее окончательное решение откроет богатый источник по.пучения формальдегида для пластмасс. Был разработан [134] способ окисления нафталина во фталевую кислоту, очень нужную для анилинокрасочной промышленности. Изучалось [135] окисление бутилового спирта в масляный альдегид, требующийся для изготовления ускорителей вулканизации. Контактным окислением этилена в окись этилена занимался П. В. Зимаков [136]. [c.170]

В рассмотренных выше примерах гомогенно-каталитических реакций примесь катализатора (называемого в этом случае положительным катализатором) ускоряет реакцию. Известны также случаи, когда катализатор, не только ускоряет реакцию, но и изменяет ее направление, т. е. вызывает преимущественное образование какого-либо определенного продукта. Так, например, если продуктами окисления пропана СдНв в чистых пропано-кислородных или пропано-воздушных смесях при температурах 350° С являются вода, окись углерода, СО2, метиловый спирт СН3ОН, формальдегид НСНО и уксусный альдегид СНдСНО, кислоты, перекиси, а также продукты крекинга — пропилен СдНе, метан СН4 и водород, то в присутствии гомогенного катализатора — бромистого водорода — главным продуктом реакции, на образование которого расходуется до 70% окислившегося пропана, является ацетон (СНз)2СО [228, 284, 1279]. Кроме того, в присутствии бромистого водорода температура, при которой протекает реакция, снижается до 180—220° С. Механизм направляющего реакцию каталитического действия НВг не выяснен во всех деталях. Однако можно предполагать, что в значительной мере оно связано с реакцией образующегося в ходе окисления пропана радикала ИО- с молекулой НВг [c.36]

Охват экзо- и эндотермических реакций гетерогенно-гомогенным механизмом был бы неполным без учета и каталитических реакций, требующих применения специальных активных контактов. К их числу относится так называемый мягкий катализ, позволяющий высокоселективно превращать этилен в окись этилена и метанол — в формальдегид при помощи серебряных контактов, нафталин — в фталевый ангидрид в присутствии нятиокиси ванадия и т. д. Механизм таких мягких каталитических реакций изучался в нашей лаборатории методом раздельного калориметрирования, т. е. в благоприятных для готерогенно-гомоген-ного катализа условиях катализаторы наносились топким слоем на поверхность стенок сосудов. В качестве покрытий применялись платина, серебро, пятиокись ванадия, бораты, силикаты, фосфаты и другие катализаторы. Объектами неполного окисления были метан, этилен, бутан-пронановая фракция нефтяных газов и метанол [11—13, 20—23, 41—45]. [c.374]