Каталитическое окисление этилен температура

При прямом гомогенном окислении этилена кислородом - образуется ряд ценных продуктов окись этилена, формальдегид, органические кислоты. Долгое время внимание исследователей было сосредоточено на процессе окисления этилена до формальдегида. Действительно, получение формальдегида при окислении этилена кислородом при 400 или 600 °С одновременно с окисью этилена и другими кислородсодержащими соединениями в относительно простой аппаратуре, без применения дорогого катализатора представляет большой интерес. Не менее заманчивым является путь синтеза окиси этилена гомогенным окислением этилена в газовой фазе, так как для этого процесса не требуется затрат ни дорогого катализатора, ни хлора. Кроме того, прн этом способе получения окиси этилена не требуются этилен и воздух такой высокой степени очистки, как при каталитическом окислении этилена. К недостаткам этого метода относятся многообразие образующихся продуктов и низкая селективность, что объясняется цепной природой происходящих превращений и высокой температурой. Однако развитие теории цепных процессов открывает новые пути совершенствования реакций газофазного окисления этилена, поэтому можно надеяться, что этот процесс, находящийся пока в стадии лабораторно-модельных исследований, будет использован в промышленности для синтеза окисей олефинов. [c.187]

Тогда как каталитическое окисление этилена в окись этилена на серебряном катализаторе идет с участием хемосорбированного кислорода, атакуемого этиленом, каталитическое окисление других олефинов, в частности пропилена в акролеин и бутилена в бутадиен, протекает по иному механизму. Наиболее подходящим катализатором является молибдат висмута при температуре порядка 450°. [c.146]

Основным сырьем для получения окиси этилена является этилен. Каталитическое окисление этилена кислородом ведется при давлении 20—25 ати и температуре 215— 285° С. Выделение окиси этилена из контактных газов осуществляется абсорбцией 5%-ным водным раствором моноэтиленгликоля. Гидратация окиси этилена водой до образования моноэтиленгликоля происходит при температуре 120—165°С и при повышенном давлении. При этом образуется смесь моно-, ди-, три- и высших гликолей. [c.170]

Метод каталитического обезвреживания газообразных отходов заключается в проведении окислительно-восстановительных процессов при температуре 75—500°С на поверхности катализаторов. В качестве носителей металлов, используемых как катализаторы (платина, палладий, осмий, медь, никель, кобальт, цинк, хром, ванадий, марганец), применяются асбест, керамика, силикагель, пемза, оксид алюминия и др. На эффективность процесса оказывает влияние начальная концентрация обезвреживаемого соединения, степень запыленности газов, температура, время контакта и качество катализатора. Наиболее целесообразное использование метода— при обезвреживании газов с концентрацией соединений не более 10—50 г/м . На низкотемпературных катализаторах при избытке кислорода и температуре 200—300°С окисление ряда низко-кипящих органических соединений (метан, этан, пропилен, этилен, ацетилен, бутан и др.) протекает нацело до СО2, N2 и Н2О. В то же время обезвреживание высококипящих или высокомолекулярных органических соединений данным методом осуществить невозможно из-за неполного окисления и забивки этими соединениями поверхности катализатора. Так же невозможно применение катализаторов для обезвреживания элементорганических соединений из-за отравления катализатора НС1, НР, 502 и др. Метод используется для очистки газов от N0 -f N02 с применением в качестве восстановителей метана, водорода, аммиака, угарного газа. Срок службы катализаторов 1—3 года. Несмотря на большие преимущества перед другими способами очистки газов метод каталитического обезвреживания имеет ограниченное применение [5.52, 5 54 5.62] [c.500]

СЛОЙ пускают реакционную смесь. Для выравнивания температуры применяется иногда слой инертной (т. е. некаталитической) насадки. Так, этилен получают частичным окислением этана при 816 С в реакторе с насадкой из керамики при объемной скорости 800 причем скорость этого процесса сравнима со скоростью каталитических реакций. [c.371]

Эта реакция принадлежит к уникальному классу реакций. Ее проводят в режиме окислительного дегидрирования, но она не является каталитической. Ранее говорилось, что дегидрирование этана в этилен — относительно высокотемпературный процесс. Дегидрирование метана в ацетилен представляет собой чрезвычайно высокотемпературную реакцию и идет при 1300— 1600°С, когда равновесие наиболее сильно сдвинуто в сторону образования этилена. Очевидно, металлические реакторы не могут быть использованы для реакции парциального окисления природного газа (метана) в силу того, что реакция происходит при температуре, превышающей температуру плавления нержавеющей стали или любых других распространенных металлов. Поэтому реакторы футеруют огнеупорным кирпичом, а теплообмен и теплоотвод осуществляют до контакта горячих газов с неметаллическими поверхностями. При более низких температурах контакт газов с металлическими поверхностями допустим, и окончательный отвод тепла производится в металлическом теплообменнике. Сильно нагретые продукты реакции охлаждаются путем впрыскивания воды непосредственно в газовый поток (рис. 4). При этом вода превращается в пар, который вместе с продуктами должен быть охлажден экономично и с пользой. При получении ацетилена его быстрое охлаждение является одной из решающих операций, препятствующей гидрированию ацетилена в этилен или этан. [c.148]

В промышленных условиях используют гомогенные газовые реакции, имеющие достаточно высокую скорость. При температурах <600—800° С скорость реакции между газами обычно очень мала. При высокой температуре скорость таких реакций становится большой (превышает скорость обычной каталитической реакции), поэтому промышленное их использование экономически выгодно. Например, широкое применение в промышленности имеют следующие реакции, протекающие в гомогенной газовой фазе при высокой температуре синтез соляной кислоты из элементов крекинг метана в ацетилен или сажу крекинг углеводородов (пропан, бензин) в этилен и пропилен окисление, хлорирование и нитрование углеводородов. [c.53]

Одним из первых катализаторов была серная кислота при нагревании крахмала с разбавленной серной кислотой К. С. Кирхгоф (Петербург, 1811) произвел осахаривание крахмала и организовал промышленное производство глюкозы. Подобным же каталитическим действием обладает серная кислота (и некоторые другие кислоты) при реакции дегидратации спиртов до простых эфиров или до олефинов, или при обратной реакции гидратации этих веществ до соответствующего спирта. Так, при приливании этилового спирта к нагретой концентрированной серной кислоте при температуре 140 °С образуется эфир, при 170 °С—этилен При нагревании эфира или этилена с разбавленной серной кислотой происходит обратная реакция гидратации до этилового спирта. Сама же серная кислота при этом не расходуется, и если бы не наличие побочных реакций окисления, могла-бы катализировать превращение неограниченно больших количеств спирта или эфира. Если катализируемое вещество и катализатор находятся в одном и том же агрегатном состоянии и не имеют видимых поверхностей раздела (подобно тому, как это было в описанном примере), катализ называют гомогенным, если же катализатор представляет собой твер- [c.145]

Описание процесса (рис. 67). Сжатый воздух или кислород смешивается с этиленом и циркулирующим газом, после чего смесь вводится в трубчатый каталитический реактор. Температуру окисления регулируют подачей органического хладагента (система охлаждения на схеме не показана). Содержащие окись этилена газы по выходе из реактора охлаждаются сначала в теплообменнике, нагревая циркулирующий газ, а затем в водяном холодильнике, после чего сжимаются. Далее газ поступает в скруббер, где окись этилена адсорбируется разбавленным водным раствором. Большая часть неабсорбированного газа возвращается через указанный выше теплообменник обратно в реактор, после чего цикл повторяется. При применении воздуха в качестве окислителя часть газов после скруббера направляют во вторичный реактор для продувки содержащихся в них балластных компонентов и связывания остаточного непревращенного этилена в газах. Выходящие из вторичного реактора газы охлаждаются, как и газы с первой ступени. Окись этилена абсорбируется в скруббере, а отходящий газ сбрасывается из системы в атмосферу. [c.133]

Каталитическое действие примеси окислов азота N0 и N02 известно давно. Метан, этан, этилен, бензол окисляются в их присутствии при более низкой температуре, что способствует сохранению промежуточных продуктов окисления — муравьи- [c.164]

Каталитическое действие примеси окислов азота N0 и N0.2 известно давно. Метан, этап, этилен, бензол окисляются в их присутствии при более низкой температуре, что способствует сохранению промежуточных продуктов окисления — муравьиного а.льдегида, уксусного альдегида, фенола, спиртов, кетонов и т. п. По-видимому (хотя это еще непосредственно и не доказано), N0 и N02 проявляют при этих довольно высоких температурах свою радикальную природу и, реагируя с молекулами горючего, образуют активные углеводородные радикалы, начинающие цепи окисления. Окись азота почти снимает типичный для окисления чистых углеводородов период индукции, увеличивает скорость окисления в период реакции (после периода индукции) и нередко меняет самый вид кинетических кривых. [c.252]

Чтобы затормозить разложение окиси этилена, очень важно тщательно регулировать температуру. Образование окиси [уравнение (1)1 является экзотермическим процессом. Однако основная масса выделяющегося тепла имеет своим источником побочную реакцию полного окисления этилена, за исключением тех случаев, когда получается высокий выход окиси этилена (считая на прореагировавший этилен). Реакция оказывается чувствительной к небольшим изменениям температуры почти в такой же степени, как и процесс каталитического гидрирования окиси углерода (см. гл. П). [c.145]

Со >Ni Mп>Na),. установленный дая цеолитов при окислении этилена. Более подробное изучение окисления этилена кислородом в присутствии цеолита Си(П) в импульсном реакторе показало [77], что на катализаторе, обработанном кислородом при 450° С, можно проводить окисление этилена при 340° С даже в отсутствие кислорода и что количество лабильного кислорода в цеолите и каталитическая активность цеолита увеличиваются с ростом степени обмена. Таким образом, процессы каталитического окисления и хемосорбции кислорода взаимозависимы. При более низких температурах (150—250° С), когда окисления не происходит, бьша обнаружена яктивиппвянная адсорбция этилена на катализаторе, предварительно обработанном кислородом. Еще более прочно адсорбирует этилен катализатор, с поверхности которого предварительно удалили кислород. Объясняют это следующим на поверхности, свободной от кислорода, этилен взаимодействует с ионами меди (состояние меди не указывается), а на покрытой кислородом поверхности — с группировками, в состав которых входят ион меди и хемосорбированный кислород. Близкие результаты были получены и при окислении окиси углерода [77]. Поэтому можно отметить, что в целом выводы советских [77] и японских [72] исследователей согласуются. Правда, Кубо и сотр. [72] вводили в цеолиты однозарядные катионы меди, а Альтшуллер и сотр. [77] — двузарядные, поэтому не ясно, соответствует ли предложенный Кубо активный центр Си(П)0 — Си(П) подвижной активной форме кислорода, приведенной в работе Альтшуллера. Выяснение этого вопроса требует более детального знания окислительно-восстановительных свойств медных форм цеолитов. [c.146]

Очевидно, из всех имеющихся статей следует выбрать те, которые дают более полное представление о каталитическом окислении этилена сюда относятся работы Мак-Би, Хасса и Уайзмена [124]. Эти исследователи проводили окисление на окиси алюминия, покрытой 21 % окиси серебра, к которой в качестве промотора было добавлено 2% перекиси бария. Окись алюминия была главным образом в виде корунда, т. е. в виде высокотемпературной формы окиси алюминия. Эти исследователи в своих работах изменяли температуру, соотношение воздух — этилен и. время контакта. [c.260]

Туигг в своей первой статье по каталитическому окислению этилена показал, что при температуре 200—350° С кислород хемисорбируется в. виде атомов, а этилен не адсорбируется. Туигг определил часть поверхности серебра, покрытой кислородом, путем измерений электропроводности. Таким образом, он мог вычислять количество кислорода, адсорбированного на поверхности серебра. Адсорбция и десорбция кислорода в работе Туигга были медленными, поэтому он имел возможность проводить реакции различных газов с адсорбированными слоями кислорода иа серебре. [c.262]

Шульце и Тиле [166] тоже нроводили окисление этилена на серебряном катализаторе. Они утверждают, что окисление этилена тормозится продуктами его окисления — главным образом водой. Авторы предполагают, что определяюш им фактором в окислении является температура поверхности катализатора, а не газового потока. Почти все исследователи, занимающиеся каталитическим окислением, рассматривали возможность различия между этими двумя температурами. Шульце в своей работе хотел подтвердить постулат Туигга о том, что адсорбированный атомный кислород определяет скорость реакции. Он попытался покрыть поверхность серебра атомным кислородом, используя КаО как источник кислорода. Однако полученные им результаты неубедительны. Тогда он попытался получить атомный кислород на поверхности таким образом, что сначала пропускал над катализатором кислород, затем азот, потом азот и этилен и, наконец, снова азот. Он надеялся, что прореагирует смесь этилена и азота с атомным кислородом, образованным на поверхности. [c.269]

Каталитическое окисление этилена на серебряном катализаторе служит примером реакции, при которой кислород непосредственно присоединяется к ненасыщенному углеводороду. Марголис [30] показала, что, хотя при температурах около 200° на чистой поверхности серебра этилен почти не адсорбируется, на серебряной поверхности, предварительно адсорбировавшей кислород, адсорбция этого углеводорода происходит быстро. Результаты калориметрических исследований Стоуна [1, 31] подтвердили, что кислород, предварительно адсорбированный на новерхности закиси кобальта, увеличивает адсорбцию этилена. Последовательный напуск порций этилена на обезгаженную и обработанную кислородом поверхность закиси кобальта показал, что теплота сорбции этилена снижается от 80 до 18 ккал-молъ по мере постепенного увеличения степени заполнения кислородом поверхности катализатора. Наблюдения за изменением теплот адсорбции выявили три характерные стадии парциального окисления этилена а) образование окиси этилена, б) образование ацетальдегида и в) образование формальдегида. Теплоты адсорбции, соответствующие образованию этих веществ в адсорбированном состоянии, соответственно равны 15, 40 и 100ккал-моль . Таким образом, на начальных стадиях взаимодействия этилена с предварительно адсорбированным кислородом одна молекула этилена, по-видимому, реагирует с двумя атомами адсорбированного кислорода в результате этой реакции образуется формальдегид. На более поздних стадиях одна молекула этилена взаимодействует с одним атомом адсорбированного кислорода, при этом образуются окись этилена и ацетальдегид. Эти результаты в значительной степени согласуются с более ранними выводами Твига [32, 33], который исследовал кинетику окисления этилена на серебряном катализа- [c.325]

В промышленных условиях используют гомогенные газовые реакции, имеющие достаточно высокую скорость. При температурах <600 °С скорость реакции между 1азами обычно мала. При высокой температуре скорость таких реакций становится большой (превышает скорость обычной каталитической реакции), поэтому их промышленное использование экономически выгодно. Области применения реакций, протекающих в гомо-гешюй газовой фазе при высокой температуре синтез соляной кислоты, крекинг метана в ацетилен или кре-киш у1 леводородов в этилен и нронилен, окисление, хлорирование, нитрование углеводородов, получение фосфорсодержащих углеводородов и большое число ДРЗТИХ пиролитических процессов. [c.581]

В нромышленпых условиях на процесс окисления оказывают влияние следующие факторы концентрация этилена и кислорода, содоржание насыщенных углеводородов в этилене, концентрация углекислоты, линейная скорость газов, давление и температура в реакторе, состав катализатора, каталитические яды, материал аппаратуры, способ проведения процесса (в неподвижном слое катализатора или в псевдоожиженном) и т. д. Найти подходящую комбинацию всех этих неременных факторов представляет трудную техническую задачу. В то время как в лабораторных или в опытных масштабах часто выбирают концентрацию этилена, лежащую выше нижнего предела взрываемости, в промышленных условиях необходимо тщательно следить, чтобы ни кни1"[ предел пе был превзойден, ибо это повлечет за собой сильные разрушительные взрывы. [c.397]