Процессы термического разложения и восстановления водородом

Однако уже тогда было ясно, что кинетика гетерогенных процессов может быть основой и для других областей, в частности для гетерогенного катализа. Действительно, катализаторы представляют собой твердые вещества, которые должны обладать совершенно определенными свойствами для проявления достаточной активности и селективности в течение довольно длительного времени. Их получение связано с длинной последовательностью превращений, полностью относящихся к химии твердых тел осаждение, созревание (выдерживание до полной пропитки), термическое разложение, восстановление водородом и т. д. Очевидно, что для получения катализаторов высокого качества необходимо в совершенстве знать эти превращения, хотя бы потому, что стоимость катализаторов обычно высока. С другой стороны, механизмы каталитических процессов и процессов, происходящих на поверхности раздела фаз в ряде превращений твердых веществ (например, восстановлении окислов), похожи в некоторых отношениях. Это сходство, касающееся как диффузионных процессов, так и процессов, связанных с перестройкой химических связей, позволяло надеяться, что фундаментальное изучение превращений твердых веществ будет способствовать лучшему пониманию природы каталитического акта. [c.11]

Но какому бы разложению в трубке ни подвергать вещества, всегда одновре.менно с окислен 1ем или восстановлением идет процесс термического разложения, или пиролиза. Особенно ясно это видно на примере определения углерода и водорода, при котором во время сожжения часто наблюдается обугливание вещества, т. е. разложение, сопровождающееся выделением части углерода в виде угля. [c.10]

Наиболее часто для получения высокочистых веществ осажде нием из газовой фазы используют реакции термического разложения, восстановления галогенидов водородом, обменные реакции взаимодействия хлоридов и гидридов, химические транспортные реакции, при которых химическое осаждение и химическая возгонка веществ объединяются в единый процесс. [c.104]

Широко распространенные при приготовлении катализаторов процессы термического разложения гидрооксидов, карбонатов, нитратов и т. п. соединений и восстановление оксидов или кислородсодержащих солей газообразным водородом относятся к числу типичных топохимических реакций, имеют много общего и поэтому их целесообразно рассматривать совместно. [c.180]

Производство водорода восстановлением водяного пара железом и выделение его из продуктов термического разложения углеводородов не нашло применения, так как эти процессы неэкономичны. [c.215]

Второй метод получения стабилизированных пористых металлов — соосаждение он применим к железу, кобальту и никелю. Гидроокиси этих металлов и стабилизатор осаждают одновременно из водного раствора, осадок промывают, фильтруют, сушат и восстанавливают водородом. Если химическим промотором служит растворимая в воде соль калия, ее добавляют пропиткой катализатора перед восстановлением. Стабилизированный катализатор часто распределяют на носителе с низкой или средней удельной поверхностью, например на кизельгуре или низкопористых гранулированных образцах двуокиси кремния или окиси алюминия, чтобы повысить его доступность для реактантов. Носитель вводят путем суспендирования перед или в процессе соосаждения. Окислы можно также получать термическим разложением нитратов, однако этот способ применяется редко. [c.232]

При изготовлении катализаторов термическим разложением необходимо учитывать возможность спекания, поэтому для формирования активных катализаторов термическую обработку следует проводить при минимально возможных температурах. Для образования рыхлой структуры получающихся окислов при достаточной скорости процесса прокалку целесообразно проводить при температурах, превышающих минимальную температуру разложения исходного вещества не более чем на 50°С. Для формирования мелкодисперсных металлических контактов,с развитой внутренней поверхностью восстановление окислов следует проводить при температурах, близких к температурам начала процесса восстановления. На рис.2 приведены данные по восстановлению водородом окислов никеля, кобальта и келеза в соответствии с реакциями [c.21]

Реакция гидрирования жиров проводится в жидкой фазе со суспендированным катализатором. В качестве катализатора обычно применяется никель (на кизельгуре), полученный восстановлением карбоната или термическим разложением формиата. Для проведения процесса восстановленный катализатор в дисперсном состоянии затирается с сырьем (маслом) в однородную массу. Гидрирование масла происходит в автоклаве, где масса, нагретая до 240—250° С, обрабатывается водородом в течение нескольких часов. Давление в автоклаве обычно поддерживается равным 3 атм. [c.30]

Значительное распространение газогенераторные установки получили на транспорте для обслуживания автомашин. Здесь применяются газогенераторы с обращенным процессом газификации (рис. 10), при котором движение газов идет сверху вниз и продукты газификации выходят из нижней части генератора, ниже колосниковой решетки. Воздух подается немного ниже середины генератора, где и происходит горение. Таким образом, по сравнению с прямым процессом здесь зона горения и зона восстановления меняются местами. Продукты сухой перегонки здесь проходят зону горения и в большей части сгорают. Остающаяся часть взаимодействует в зоне восстановления с раскаленным углем, образуя горючие газы окись углерода, водород и углеводороды. Поэтому генераторный газ из установок с обращенным процессом более богат этими ценными веществами, содержит меньше тяжелых продуктов термического разложения древесины и не требует сложной очистки. Жидкие продукты на транспортных установках не улавливаются. [c.35]

Поскольку термическое разложение и восстановление водородом являются процессами неорганической технологии, подчиняющихся законам топохимической кинетики, установление последних в практическом плане имеет три выхода 1) оптимизация технологических процессов производства катализаторов на этих стадиях 2) выявление условий, способствующих повышению активности готового катализатора 3) учет влияния условий процесса на пористую структуру и прочность готового катализатора. Подробно закономерности и методы изучения топохимической кинетики изложены в [3, 20]. [c.180]

Так, если фосфорит, поступающий в печь, был предварительно прокален при 1000—1050° С, то содержание в печном газе двуокиси углерода (продукта разложения карбонатов) составляет 0,5—0,7%, но, если фосфорит был высушен при 200—250° С, то содержание двуокиси углерода достигает 5%-От влажности шихты зависит содержание водорода, так как он образуется в процессе термической диссоциации и восстановления паров воды. В результате взаимодействия водорода с серой образуется сероводород, с углеродом и азотом — синильная кислота. Взаимодействие паров воды с фосфором приводит к образованию фосфина. При высоких температурах в печи четырехфтористый кремний образуется в результате взаимодействия, содержащихся в шихте, фторидов щелочноземельных металлов с двуокисью кремния. Восстановленные щелочные металлы при низких температурах окисляются до соответствующих окислов, которые уносятся печным газом вместе с первичной пылью шихты и, по мере снижения температуры печного газа, конденсируются, образуя основу частиц вторичной пыли. [c.6]

Восстановление трехокиси или закиси-окиси аммиаком представляет собой удобный метод для превращения соединений урана (VI) в соединения урана (IV) [213]. Трехокись урана почти не восстанавливается аммиаком при температуре ниже 250° (если не считать случайного образования зеленого поверхностного слоя). При 250—-400° восстановление происходит только до закиси-окиси. Этот процесс представляет собой более энергичную реакцию восстановления, чем происходящая при прямом термическом разложении в тех же температурных условиях. Выше 450° начинается восстановление до двуокиси. Оно завершается (более полно, чем с водородом) при 550°. [c.252]

Большинство исследователей связывает каталитическое действие продукта реакции с деформацией молекул исходного вещества, в результате чего увеличивается реакционная способность молекул и возникают новые центры реакции. Однако несомненно, что каталитическое действие продукта реакции обладает рядом специфических черт, не сводимых к обычному гетерогенному катализу. При исследовании восстановления нитридов железа водородом было установлено, что каталитическое действие продукта реакции связано не с изменением элементарных стадий и снижением энергии активации, как это принято в деформационном катализе, а с устранением пространственных трудностей. Продукт реакции оказывает упорядочивающее действие на молекулы исходного вещества, в результате чего создается конфигурация, особенно благоприятная для реакции. Нет никакого сомнения в том, что термическое разложение некоторых взрывчатых веществ (азидов металлов, гремучей ртути и др.) является автокаталитическим процессом. Каталитическое действие продуктов реакции в этом случае было установлено экспериментально, на примере разложения азидов в присутствии различных металлов. В тех случаях, когда опыты проводились с перерывом, скорость реакции после возобновления опыта была той же, что и до перерыва. Этот факт, подтверждающий каталитическое действие продуктов реакции, отвергает возможность возникновения энергетических цепей при разложении ВВ. [c.528]

Для производства порошков дисперсноупрочненного никеля (сплав ВДУ-2Р) используется химическое соосаждение. В основе метода лежит процесс совместного осаждения нерастворимых соединений никеля и образующего упрочняющую фазу металла, обеспечивающий близкое к молекулярному распределение компонентов. Термическое разложение осадка приводит к образованию тонкой смеси оксида матричного металла (в данном случае - закиси никеля) и упрочнителя, которая переводится в порошок дисперсноупрочненного никеля селективным восстановлением закиси никеля водородом. [c.403]

Выход водорода из 1 сухого природного газа, подвергающегося разложению, составляет 1,8—1,9 ж . Технический водород, получаемый таким образом, достаточно дешев, так как его себестоимость определяется в основном стоимостью природного газа, а издержки производства невелики. Поэтому производство термической сажи выгодно комбинировать с процессами, потребляющими водород, например с синтезом аммиака, метанола, процессами гидрогенизации, гидроочистки нефтепродуктов или процессами восстановления металлов из руд. [c.196]

VIII. 4. ПРОЦЕССЫ ТЕРМИЧЕСКОГО РАЗЛОЖЕНИЯ и ВОССТАНОВЛЕНИЯ ВОДОРОДОМ [c.180]

На этом этапе производства ядерного горючего важнейшее соединение — тетрафторид урана, из которого могут быть получены гексафторид и двуокись урана или металлический уран. Тетрафторид урана можно получать двумя принципиально различными группами способов — водными (осаждением из растворов) и сухими (гидрофторированием твердых соединений газами при повышенных температурах). При газовом методе исходным соединением служит двуокись урана, а фторирующим реагентом — безводный фтористый водород, фториды аммония или фторсодержащие углеводороды. К сухим способам производства тетрафторида урана относятся также процессы получения его термическим разложением осадка аммонийуран-пентафторида, а также разнообразные реакции одновременного термического разложения, восстановления и гидрофторирования в атмосфере фторидов аммония. [c.154]

Понижение температуры процессов очистки возможно переводом очищаемого вещества в форму какого-либо летучего или легкоплавкого соединения. Так, т. пл. германия 959°С, а его гидрида GeH4 и хлорида Ge U — соответственно 165 и 49,6°С. Титан плавится при 1725°С, а его хлорид Ti U — лишь при 138°С. Чаще всего в процессах химической очистки материалов практикуется их перевод в летучие гидриды, галиды, карбонилы или элементорганические соединения. После перевода очищаемого тугоплавкого вещества в одну из подобных форм проводится глубокая очистка полученного соединения, а затем его перевод в состояние исходного материала в очищенном виде. Последнюю операцию обычно проводят или термическим разложением летучего соединения, или его восстановлением водородом. Специфика химических методов очистки требует обязательного контакта очищаемого вещества как с вводимым реагентом, так и с материалом аппаратуры. Поэтому химические способы часто не позволяют достичь высоких степеней очистки и их обычно используют на начальных стадиях процесса или для удаления отдельных примесей, или для их перевода в форму, легко отделимую последующими операциями. [c.315]

Наконец, громадную (можно сказать, основную) роль в каталитических процессах играет методика получения или предварительной обработки катализатора. Высокая каталитическая активность наблюдается, как правило, только при рыхлой и неустойчивой структуре его поверхности и при достаточной ее величине. В связи с этим катализаторы окисного типа готовят обычно обезвоживанием соответствующих гидроокисей или термическим разложением нитратов, металлические катализаторы — восстановлением окислов водородом. Во всех подобных случаях катализатор получается именно в рыхлом и неустойчивом состоянии (так как расположение его частиц отвечает условиям устойчивости не для него самого, а для того соединения, из которого он получен). Вместе с тем приготовление катализатора стараются вести при возможно более низкой температуре, чтобы не дать возможности образовавшимся частицам перегруппироваться в более устойчивые формы. Если позволить последнему процессу пройти, то активность обычно снижается нли даже теряется. Например, полученная высушиванием гидроокиси при сравнительно низких температурах окись алюминия (AljOs) яв- яется прекрасным катализатором процесса дегидратации винного спирта, тогда как после нагревания выше 400 °С она перестает действовать. Точно так же выделенная в виде менее устойчивых кубических- кристаллов РеаОз каталитически активна, а при ее перегруппировке в более устойчивую ромбоэдрическую форму активность теряется. В отдельных случаях прокаливание катализатора ведет к изменению самого характера его,действия. Например, aSO<, полученный обезвоживанием гипса при невысокой температуре, разлагает винный спирт на 94% с образованием 2H< и на 6% — Н2, тогда как на предварительно прокаленном докрасна aSO реакция идет более чем на 80% с образованием водорода. Как правило, наилучшие результаты дает приготовление твердого катализатора в атмосфере той газообразной системы, для реакции в которой он предназначен. [c.349]

Для изуче1Н1я взаимгюго влияния никеля, железа и кобальта на выход, состав, структуру и свойства продуктов процесса термокаталнтического разложения газообразных углеводородов были проведены эксперименты на двухкомпонентных катализаторах на основе металлов подгруппы железа, полученных путем термического раз южения соответствующих оксидов с последующим восстановлением водородом при температуре 500°С и взятых в различных соотнощениях по массе из расчета, что сумма масс чистых металлов в смеси равна 0,25 г. [c.44]

Медленное термическое разложение нитроаминов напоминает разложение нитроэфиров Х б]. Установлено, что многие реакции разложения нитроаминов имеют первый порядок. Разложения описанных соединений характеризуются большой энергией активации и высокими значениями предэкспоненциального множителя. Автокаталитическое действие и тепловой эффект в ряде случаев усложняют простую. мономолекулярную схему разложения. Однако исследование продуктов разложения показало заметное отличие механизма разложения витроаминов от иитроэфиров. В то время как начальная стадия разложения нитроэфиров сопровождается выделением ЫОг с последующим восстановлением до N0, при разложении нитроаминов большая часть азота выделяется в виде ЫгО (табл. 111.2). Разрыв связи RN—N 2 с выделением N02 не является основным процессом при разложении нитроаминов. Поскольку конечная стадия процесса горения сопровождается воостановле-нием окислов азота, образующихся на начальных стадиях реакции, окисью углерода и водородом, можно ожидать, что сгорание нитроаминов и нитроэфиров происходит неодинаково, так как при реакции в газовой фазе в одном случае преобладает ЫгО, а в другом — N0. [c.166]

Все гомогенные каталитические процессы (а также многие гетерогенные) можно качественно объяснить одной из этих двух реакций, хотя в действительности механизмы, безусловно, являются гораздо более сложными. Так, Баксендейл классифицирует процессы катализа, протекающие по механизмам свободных радикалов, как циклическое окисление и восстановление, и подчеркивание роли иона пергидроксила [76] также не противоречит такой схеме, а является лишь ее развитием. Некоторые другие схемы механизма, в особенности основанные на таутомерных формах перекиси водорода, в настоящее время не выдерживают критики. Другой стороной про(5лемы является так называемое термическое разложение , т. е. разложение очищенной перекиси водорода, особенно при повышенных температурах. Как показывают работь( Райса и Рейфа [77], Ливингстона [78], а также соображения, изложенные на стр. 434, это термическое разложение должно быть в значительной мере нри-писарю гетерогенному катализу под действием сосуда, в котором находится перекись, или взвешенных в не) частиц. Хотя в некоторых условиях возможно [c.392]

Для очень многих веществ усы можно получить путем восстановления галоидных солей газообразным водородом. Бреннер [Brenner, 1963] описывает этот процесс и приводит таблицу, в которой сведены данные по образованию усов Си, Fe, Ag, Ni, Со, Mn и MngSis. Галоидные соли нагреваются в потоке водорода до температуры, нри которой они достаточно летучи. При этом они реагируют с водородом, давая пересыщенные пары металла, из которых могут осаждаться усы. Иногда галогениды дают усы при непосредственном термическом разложении, как в случае золота, платины и палладия. Усы меди растут со скоростью до 2 X 10" см сек. Они зарождаются только на предварительно осажденной меди и никогда не образуются на первоначальной подложке. [c.289]

Для получения эпитаксиальных пленок из газовой фазы на монокристаллических подложках используется два типа реакций восстановление водородом галогени-дов и термическое разложение иодидов кремния и германия. Реакции восстановления водородом галогенндов кремния и германия (в открытом процессе) имеют сле-,дующий вид [c.28]

Золото играет роль катализатора в следующих процессах синтез воды из элементов, окисление окиси углерода кислородом, разложение перекиси водорода и закиси азота, термическое разложение металоорганических соединений, восстановление двуокиси хлора IO2 аммиаком в щелочных растворах, фторирование углеводородов, гидрирование ацетилена и нитробензола и др. [c.763]

Кроме рассмотренных способов получения карбида вольфрама определенный интерес представляют сообщения об использовании природного газа [299] или его смеси с водородом [178] для восстановления — карбидизации вольфрамового ангидрида или смеси вольфрамовой кислоты с вольфрамовым ангидридом. В результате исследования процесса отложения углерода на поверхности металлического вольфрама при термическом разложении метана было установлено [299], что при температуре 1000—1100° С вольфрам можно науглеро-дить до требуемого содержания углерода в карбиде (подобный способ запатентован в Японии [300]). Аналогичные результаты получены также при восстановлении ШОз метаном в указанно.м интервале температур, образцы содержали 5,9—6,18% общего углерода и не [c.88]

Основной минерал циркония, представленный в циркониевых рудах, —это циркон, в меньшей мере — бадделеит. Обычно их получают как побочные продукты при добыче титановых руд. При механическом обогащении руд получается концентрат, который поступает на химическое извлечение циркония и гафния. Наиболее распространенный метод извлечения основан на восстановлении циркония графитом до карбида, который затем хлорируют. Карбидный процесс осуществляют в плавильной дуговой печи при 1800°, хлорирование — в шахтной печи при 500°. Отходящие газы — продукты хлорирования охлаждают до 100° при этом отогнанный 2гСи (вместе с НГСЦ) конденсируется, а более летучие хлориды кремния, титана и алюминия отгоняются. Хлориды циркония и гафния очищают от железа и нелетучих примесей возгонкой в атмосфере водорода, который восстанавливает трихлорид железа до нелетучего дихлорида. Следующий этап — разделение циркония и гафния. Недавно этот процесс имел чисто научный интерес, теперь он приобретает важное практическое значение. Апробированы десятки методов разделения этих элементов. В основе методов лежат дробная (фракционная) кристаллизация, дробное осаждение и термическое разложение соединений, сублимация и дистилляция галогенидов, адсорбция и ионный обмен, селективная экстракция. Наиболее перспективен экстракционный процесс он не столь трудоемок и его легко оформить как непрерывный. Мы остановимся на методе дробной кристаллизации и экстракционном. [c.163]

Ноц (141 ] нашел, что UgOg, полученная термическим разложением или циклами восстановления в водороде и окисления на воздухе из оранл<евой окиси, приготовленной денитрацией, довольно чувствительна к спеканию при температурах выше 600° С, как это видно по измерению удельной поверхности материала. Степень этого спекания возрастает с температурой, но не так сильно зависит от выдержки при температуре после первых 5 мин прокаливания. Процессы спекания истолковывались как исчезновение пор и трещин в образцах, а не как явление агломерации. Во время спекания наблюдалось снятие напряжений и рост кристаллитов или только рост кристаллитов. Материал, полученный восстановительно-окислитель-ным циклом, состоит из черной окиси с меньшим средним диаметром частиц и большой способностью к спеканию, чем продукт, полученный непосредственным термическим разложением трехокиси. Ноц обнаружил линейную зависимость между средним диаметром частицы и временем восстановления черной окиси водоро- [c.63]

Особенностью осажденных и получаемых термическим разложением катализаторов является необходимость предварительного их восстановления при высокой температуре водородом, никелевых — при 400—450°, кобальтовых — при 350—400°, т. е. при температурах на 150—250° выше, чем температура самого процесса. Добавка 5—7% меди [8] позволяет снизить температуру восстановления кобальтовых катализаторов исходной газовой смесью до температуры реакции. Никелевые катализаторы добавкой меди дезактивируются. Обычные железные катализаторы, содержащие медь, также восстанавливаются при температуре реакции исходной смесью окиси yгJiepoдa и водорода. [c.242]

Реакция НгЗч Нг-Ь /г Sz тормозится даже при относительно малом содержании водорода в дутье. Поэтому при очистке от сероводорода газовых смесей, содержащих водород, реакция термического разложения сероводорода мало влияет на результаты основного процесса. Некоторое влияние на результаты сложного процесса очистки газов смесей от сероводорода окажет реакция восстановления окиси кальция водородом. [c.29]

В ряде работ [233, 234) были изучены спектральные характеристики карбида кремния, полученного термическим разложением метилтрихлорсилана в паровой фазе. Кристаллы [i-SiG желто-зеленого цвета, легированные алюминием и азотом, размером 2., 1 х 1 мм получали методом термического восстановления пара H3Si L, водородом [233]. Легирование проводили в процессе синтеза. Хлористый алюминий добавляли в необходимых количествах в испаритель с GlI jSi l3, азот находился в исходных реактивах. Концентрация алюминия была У-1015 и 2,6-1010 см л концентрация примесного азота порядка 1018 см . Исследование при низких температурах спектра люминесценции полученных кристаллов показало, что он представляет собой наложение трех различных спектров. Энергия ионизации акцептора (алюминия) и донора (азота) равна 260 - 15 и 46 N 15 Мае соответственно. [c.235]

Для реализации процесса готовят два исходных раствора разбавленный (обычно 0,5 моль/л) раствор азотнокислого никеля, дополнительно содержащий добавки азотнокислых солей упрочнителя (циркония, иттрия и т.п.), отвечающие количеству в готовом порошке упрочняющей фазы, и раствор углекислого аммония. Концентрация последнего (обычно 0,3-0,4 моль/л) должна обеспечить максимальную полноту осаждения никеля при эквиобъемном взаимодействии. Растворы с равной скоростью тонкими струями подают в реактор с лопастной мешалкой. По завершении осаждения пульпу сбрасывают на нутч-фильтр, отфильтрованный осадок сушат и подвергают термическому разложению до полного удаления летучих примесей. Для предотвращения нежелательного укрупнения упрочняющей фазы температура разложения не должна превышать 1050-1100 К. Такая же температура применяется для селективного восстановления водородом закиси никеля. Получающийся никелевый порошок с [c.403]

Смотреть страницы где упоминается термин Процессы термического разложения и восстановления водородом: [c.487] [c.346] [c.8] [c.643] [c.12] [c.89] [c.176] [c.148] [c.205] [c.346] [c.415] [c.44] [c.346] [c.346] [c.346] [c.346] [c.435]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология