Катализаторы для дегидрирования требования к ним

В отличие от первых двух требований, относящихся к термодинамике (увеличение степени компенсации в каталитической реакции, малая прочность промежуточных соединений), следующее важное требование касается скорости взаимодействия реагентов с катализатором это взаимодействие должно происходить быстро, т. е. с малой энергией активации (такой случай изображен на рис. 18). Это особенно важно для гомолитических реакций, в которых разрыв электронной пары требует высокой энергии активации. Поэтому твердые катализаторы окислительно-восстановительных реакций (окисления, гидрогенизации, дегидрирования и т. п.) должны обладать радикальным характером, т. е. иметь неспаренные электроны. [c.100]

Механическую прочность образцов определяли при истирании в шаровой мельнице согласно требованиям ТУ для железооксидных катализаторов дегидрирования, на раздавливание -по образующей (кг/табл.). [c.263]

Таким образом, к центральному в катализе вопросу подбора катализаторов мультиплетная теория позволяет подойти с двух сторон с точки зрения структурного соответствия и с точки зрения энергетических расчетов. Как возможный катализатор дегидрирования циклогексана медь удовлетворяет всем требованиям структурного соответствия. Медь кристаллизуется в гранецентрирован-ной кубической решетке, атомный диаметр ее (2,56-К) см) лежит в интервале атомных диаметров таких активных катализаторов дегидрирования, как платина (2,77-10 см) и никель (2,49- 10 см). Между тем медь чрезвычайно малоактивный катализатор дегидрирования циклогексана. Малая активность меди связана с тем, что энергия связи медь — углерод низка. Это приводит к значительному потенциальному барьеру реакции и низкой скорости процесса. [c.82]

Кроме термодинамических отношений на выбор условий реакции и выход целевых продуктов существенно влияют побочные процессы, главным образом расщепление (крекинг) исходных веществ и промежуточных продуктов дегидрирования. Известно, что олефины, и особенно парафины, склонны при высокой температуре к расщеплению по углерод-углеродной связи, приводящему к об разованию более низкомолекулярных парафинов, олефинов и даже свободного углерода. Способность к расщеплению растет с повышением молекулярного веса, и поэтому попытки дегидрирования высших парафинов (Се —Сз) приводят главным образом к их крекингу. Для углеводородов С4 — С5 расщепление преобладает над дегидрированием только при термическом воздействии в отсутствие катализаторов. При проведении дегидрирования на контактах, не ускоряющих процессы крекинга, доля реакций расщепления уменьшается и целевые продукты получаются с высоким выходом. Это основное требование к селективности катализаторов дегидрирования парафинов. В некотором количестве побочные продукты расщепления все же образуются. Они состоят из метана, этилена, этана, пропилена, пропана [c.577]

Требования, предъявляемые к селективным катализаторам дегидрирования, высоки, так как необходимо, чтобы катализаторы сохраняли свою активность при высоких температурах, при которых обычно проводится процесс дегидрирования. Для этой цели катализатор наносят на малоактивный носитель, например на окись алюминия, магния или кремния (силикагель). Тем самым увеличиваются устойчивость катализатора к высоким температурам и продолжительность его жизни. [c.61]

Для дегидрирования низших парафинов (алканов) наиболее эффективны алюмохромовые катализаторы (оксид хрома, нанесенный на активный оксид алюминия массовое содержание СгзОз 3—60%). В отечественной промышленности дегидрирование алканов бутана в н-бутилены, изобутана в изобутилен (метилпропен), изопентана в изоамилены (метилбутены)—проводят непрерывно во взвешенном (кипящем, псевдоожиженном) слое мелкозернистого (пылевидного) катализатора. За рубежом эти процессы проводят в реакторах периодического действий на неподвижном слое катализатора. Проведение дегидрирования во взвешенном слое выдвигает ряд дополнительных требований к катализатору он должен обладать высоким сопротивлением истиранию и не изменять показателей при истирании частиц. [c.28]

Катализатор для дегидрирования парафиновых углеводородов должен удовлетворять следующим требованиям [c.242]

Исходя из термодинамических и кинетических требований выбраны условия дегидрирования 3-этилпиридина в 3-винилпиридин на промышленном железосодержащем катализаторе. [c.104]

В ходе процесса дегидрирования в результате побочных реакций на поверхности катализатора откладывается кокс. Активность катализатора падает и через 10—12 час. он делается совершенно непригодным. Для обеспечения нормальной работы установки продолжительность работы катализатора должна быть еще меньше, всего 3—4 часа. Для того чтобы выполнить это требование, дегидрирование бутана проводится на движущемся катализаторе в печь все время засыпается свежий катализатор, а из печи выводится отработанный, который идет на регенерацию. Регенерация заключается в выжиге кокса и проводится в специальных печах. Затем катализатор вновь возвращается в цроцесс. Таким образом, катализатор находится в непрерывной циркуляции, передвигаясь то от реакторов к печам регенерации, то вновь поступая в реакторы. Так как при этом катализатор все время истирается, то необходима значительная ого прочность. Каждый раз перед поступлением в печь катализатор просеивается д,ля удаления мелочи. Потери за счет отсева, уноса с газом и т. п. покрываются подачей свежего катализатора. [c.440]

В ходе процесса дегидрирования в результате побочных реакций на поверхности катализатора откладывается кокс. Активность катализатора падает, и через 10—12 час. он делается совершенно непригодным. Для обеспечения нормальной работы установки продолжительность работы катализатора должна быть еще меньше, всего 3—4 часа. Для того чтобы выполнить это требование, дегидрирование бутана проводится на движущемся катализаторе в печь все время засыпается свежий катализатор, а из печи выводится отработанный, который идет на регенерацию. Регенерация заключается в выжиге кокса и проводится в специальных печах. Затем катализатор вновь возвращается в процесс. Таким образом, катализатор находится в непрерывной циркуляции, передвигаясь то от реакторов к печам регенерации, то вновь [c.429]

Катализатор процесса ароматизации должен удовлетворять ряду требований. Он должен не только обладать способностью ускорять реакции циклизации и дегидрирования, но также должен быть устойчив прп постоянной смене периодов работы в вос- [c.415]

Катализатор для одностадийного дегидрирования, помимо высокой активности, должен обладать повышенной прочностью и стабильностью и хорошей регенерационной характеристикой. Эти требования связаны с изменением условий во время чередующихся окислительно-восстановительных циклов регенерации и дегидрирования и с очень короткими циклами регенерации. Продолжительность цикла дегидрирования определяет перепад температуры катализатора в начале и конце цикла. Например, при продолжительности цикла 9 мин перепад температуры составляет около 30°С, а при снижении продолжительности цикла до 5 мин, — уменьшается до 10°С. [c.156]

Ко всем катализаторам, применяемым на заводах в больших количествах, предъявляются определенные требования. Катализаторы должны состоять из доступных и дешевых материалов, долго сохранять свою активность, быть прочными и легко подвергаться регенерации. Эти же требования предъявляются и к катализаторам для дегидрирования. [c.151]

Для того чтобы провести дегидрирование таким образом, чтобы продукты реакции были построены на углеродном скелете исходного вещества, необходима такая температура, при которой связь С—С еще относительно устойчива. Но в то же время температура должна быть достаточно высокой для того, чтобы обеспечить отщепление атомарного водорода. Эти противоречивые требования обычно примиряют тем, что применяют катализаторы, способствующие более быстрому разрыву связи С—Н. [c.59]

Технология композиционных мембран позволяет достигать таких свойств мембран, которые наилучшим образом удовлетворяет требованиям процесса дегидрирования пропана. Одним из важнейших условий является обеспечение термической стабильности в интервале температур от 550 до 700 °С как селективного слоя, определяющего разделительную способность мембран, так и катализатора, отвечающего за химические превращения. [c.69]

Пригодный для дегидрирования парафиновых углеводородов катализатор должен удовлетворять следующим требованиям [16] [c.58]

НЫМ носителем. Катализатор должен быть активным, прочным и стабильным в работе, иметь хорошую регенерационную характеристику. Эти требования предъявляются жесткими условиями чередующихся окислительно-восстановительных циклов дегидрирования и регенерации. [c.85]

Процесс проводят пр ч 550—575° и 3—10 ата с объемной скоростью, обеспечивающей степень i ревращения около 22% за один проход. Катализатор помещают внутри 1рубок конвертора, нагреваемого рециркулирующими топочными газами. В процессе дегидрирования на катализаторе быстро о глагается уголь, а поэтому необходимо работать на двух параллельно соединенных реакторах, в которых попеременно чередуются рабочий цикл и цикл регенерации катализатора. Последний регенерируют выжиганием угля кислородом воздуха. Рабочий цикл и цикл регенерации занимают По 1 часу. Требования к материалу трубок реактора очень жесткие они бывают удовлетворены применением высоколегированных хромонииелевых сталей (27% хрома и 8% никеля). Выход бутиленов, считая на превращенный бутан, равняется 85% потери бутана при реакции почти поровну распределяются на образование более легких углеводородов и на отложение угля. [c.132]

Жесткие условия чередующихся окислительно-восстановительных циклов дегидрирования и регенерации предъявляют к катализаторам повышенные требования. В одностадийном процессе используется алюмо-хромовый окисный катализатор ДВ-ЗМ состава СггОз А12О3, активный при температуре около 600 С, ускоряющий обе реакции дегидрирования, прочный и устойчивый в эксплуатации и хорошо регенерирующийся. Так как он отравляется парами воды, то понижение парциального давления углеводородного сырья в процессе достигается не введением в систему водяного пара, а проведением дегидрирования в вакууме. [c.330]

ВЫСШИХ парафинов (Се—Св) приводят главным образом к их крекингу. Для углеводородов С4—С5 расш,епление преобладает над дегидрированием только при термическом воздействии в отсутствие катализаторов. При проведении дегидрирования на контактах, не ускоряющих процессы крекинга, доля реакций расщепления уменьшается и целевые продукты получаются с высоким выходом. Это основное требование к селективности катализаторов дегидрирования парафинов. В некотором количестве побочные продукты расщепления все же образуются. Они состоят из метана, этилена, этана, пропилена, пропана [c.669]

Изобутилен получают каталитическим дегидрироваиием изобутана с применением алюмохромового катализатора. Этот процесс аналогичен процессам получения н-бутиленов из бутана или изоамиленов из изопентана. Значительные требования предъявляются к исходному сырью. Особенно недопустимы заметные примеси изобутилена, так как в процессе дегидрирования изобутилен частично разлагается с образованием кокса. [c.14]

Фрей и Хаппке [306] установили, что гель окиси хрома является активным катализатором реакции дегидрирования газообразных парафиновых углеводородов, таких, как этан, пропан, н-бутан и изобутан. Однако в интервале температур 450—600°, в котором этот катализатор особенно пригоден, он быстро теряет свою активность. В более поздних работах Гроссе и Ипатьев [307], а также Берджин, Гролл и Робертс [308] установили, что активированная окись алюминия является хорошим носителем для окиси хрома. Концентрацию окиси хрома в катализаторе варьируют в среднем она составляет обычно 8—12 вес. %. Удобный метод приготовления катализаторов с окисью хрома состоит в пропитке носителя водными растворами трехокиси хрома, нитрата хрома или же хромата или бихромата аммония. Количество раствора должно отвечать требованию полного насыщения носителя при пропитке. Пропитанный носитель сушат при перемешивании на водяной бане и прокаливают для разложения соответствующих соединений хрома предпочтительно в атмосфере водорода. [c.145]

Если хотят провести дегидрогенизацию таким образом, чтобы продукты реакции были построены иа углеродном скелете исходного вещества, необходимо проводить реакцию при такой температуре, при которой связь — С — С — еще относительно устойчива. Но температура в то же времядолжпабытьдостаточновысокой,чтобы обеспечить отщепление атомарного водорода. Обычно эти противоречивые требования можно примирить, если применять селективные катализаторы, способствующие более быстрому разрыву связи С — Н. Для этой цели прежде использовали серу или металлический селен. Оба этих вещества сами по себе не являются катализаторами в классическом смысле этого слова, поскольку принимают участие в реакции. Соединяясь относительно легко с водородом, они тем самым химически связывают его и выводят из реакционной среды. Благодаря этому равновесие системы сдвигается в желаемом направлении. Дегидрирование с помощью серы или селена требует температуры свяше 300°, Настоящими катализаторами дегидрирования, которые активируют процесс при температурах свыше 200°, являются те же самые металлы, которые при более низких температурах проявляют себя как отличные катализаторы гидрирования, К ним, например, относятся медь, серебро, никель, кобальт, хром, палладий и платина. Эти катализаторы проявляют свою активность том сильнее, чем лучше они измельчены. В измельченном виде они обладают огромной поверхностью, на которой водород адсорбируется, растворяется и переходит из молекулярного состояния в атомарное, в котором он обладает большей реакционной способностью. Гидрирование двойной связи и дегидрирование ненасыщенных соединений за счет присоединения или отщепления атомарного водорода происходит па поверхности катализатора. [c.21]

Для обратимых реакций дегидрирования и дегидроциклизации благоприяно низкое давление процесса, но для длительной работы катализатора без закоксовывания необходимо повышенное давление водорода. Рабочее давление процесса выбирается с учетом этих противоречивых требований и составляет обычно 2—4 МПа. [c.175]

На рис. 4 изображена схема лабораторной установки для каталитического дегидрирования спиртов. Она особенно удобна для получении альдегидов из высококипящих спиртов и для работы в вакууме. Прибор имеет колбу, из которой пары спирта попадают в нагретую до нужной температуры трубку с катализатором. Температуру в реакционном объеме контролируют по термометру. Насадка для термометра соедивена с фракционной колонкой для отгонки образующегося альдегида, который-, пройдя холодильник, собирается в приемнике. Пепрореагировавший спирт стекает обратно в колбу. Выделяющийся водород улетучивается. Размеры отдельных частей установки подбираются в соответ-ствпи с требованиями. При высоте трубки для катализатора в 100 см диаметр ее должен равняться 25—30 мм. [c.305]

Пропилен, полученный дегидрированием пропана и отвечающий требованиям стандарта, направляется на производство полипропилена, в основу которого положен жидкофазный метод, разработанный Грозненским филиалом НПО Пластполимер . Метод основан на полимеризации пропилена в реакторе петлевого типа с применением высокоактивной каталитической системы с последующей дегазацией и дезактивацией полученного порошка полипропилена. Каталитическая система состоит из титан-магниевого катализатора сока-тализатора триэтилалюминия и модификатора активности и стереоспецифичности пропилтриме-токсисилана. В состав производства входят установка доочистки сырья и регенерации пропилена, цех полимеризации пропилена, установка получения АОС, цех получения катализаторов с регенерацией растворителей. [c.560]

Жесткие условия дегидрирования циклогексаиола и циклогексанона предъявляют особые требования к селективности и стабильности работы катализаторов. Наиболее часто для этой цели рекомендуют применять платину на угле [82, 120, 121]. Такой катализатор работает при температурах 250—425°С и объемной скорости 0,3—2,5 ч Ч Во избежание его дезактивации обычно работают с рециркуляцией или под давлением водорода [122, 123]. Фирмы, использующие циклогексановый процесс получения фенола в промышленности, не публикуют данных о составе катализатора, однако исходя из рекламных показателей процесса, можно предположить, что дегидрирование циклогексанона основано на платиновых катализаторах. Отсутствие рецикла циклогексанона, использование ректификации для выделения товарного продукта свидетельствуют о высокой степени превращения циклогексанона в условиях дегидрирования. [c.280]

При дегидрировании технических борнеолов с влажностью 4,5—5,5% на медно-никелевом катализаторе с размером отдель-ных гранул 1,5—2 см в поперечнике объемная скорость пароз изоборнеола составляет 70—100 м м час. Время контакта — от 35 до 50 сек. Испаритель и контактор имеют индукционный обогрев. Чтобы обеспечить взрыво- и пожаробезопасность, прц пуске и остановке пропускают углекислоту через всю систему аппаратов. Выход готовой продукции увеличился на 12—15 /о-Количество производственных операций сократилось в 2 раза, а численность обслуживающего этот процесс персонала уменьшилась в 3—4 раза. Камфара, получаемая при парофазовом дегидрировании, не требует дальнейшей очистки. Она отвечает требованиям ГОСТ для первого и высшего сортов. [c.311]

Термодинамические условия резко изменяются, а кинетические требования к катализатору смягчаются в случае применения его к обширному классу радиационных и плазменных каталитических реакций и к реакциям индивидуальных активных форм — свободных атомов, радикалов, И)Нов, возбужденных молекул. При таких реакциях проблема активации обычно отпадает или отходит на второй план. Обычно отпадают также и термодинамические затруднения. Зато при осуществлении сколько-нибудь сложных реакций усиливаются требования к каталитическому управлению селективностью и морфологией. Неудивительно, что закономерности подбора катализаторов для таких реакци могут быть обратными закономерностям подбора при обычном термическом катализе [35]. В частности, по данным Г. М. Жабровой и др. [36], при радиационном дегидрировании адсорбированных молекул циклогексана и метанола удельное превращение максимально для изоляторов (например, 8103), не содержащих переходных элементов, и минимально для переходных металлов, N1 и окислов полупроводников (N10) . Это, вероятно, объясняется тем, что радиационно-каталитическая активность зависит от скорости рекомбинации свободных электронов. [c.28]

В гетерогенном катализе хорошим примером сопряжения первого типа может служить перераспределение водорода при необратимом катализе Зелинского (см схему 2,а, стр. 20). В этом случае задача сопряжения упрощается, потому что, во-первых, оба сопрягаемых процесса относятся к одной и той же группе (пщрпрование и дегидрирование) и, во-вторых, в простейшем случае в обеих реакциях участвует один и тот же циклен или циклодиен. Поэтому оба сопрягаемых процесса могут происходить на одном и том же катализаторе и даже на одних и тех же центрах, и нет необходимости в исиользовании более слон<ных каталитических систем. Специфические требования подбора относятся преимущественно к соотношению адсорбционных коэффициентов водорода и ароматического продукта. Первый не должен быть слишком мал, а второй слишком велик. Сопряжение осуществляется с помощью компопепта, общего для обоих процессов — хемосорбированных атомов водорода [c.31]

В заключение следует отметить, что сравнение активности различных катализаторов в реакциях дегидрирования сильно затруднено из-за многочисленных изменений в условиях осуществления исследуемых процессов. Поэтому представляет несомненный интерес и большую практическую ценность получение данных о каталитических свойствах различных веществ в одинаковых условиях или в условиях, позволяющих проводить надежную экстраполяцию этих данных. Обязательным требованием к этим экспериментам является исключение искажающего влияния макрофакторов, определение величины поверхности активного вещества и контроль за состоянием поверхности стационарно работающего катализатора. [c.182]

В промышленности каталитического реформинга наблюдает я Ц последние годы очень быстрый прогресс появились многочисленные новые процессы нефтепереработки [1]. В этих процессах применяются, главным образом, смешанные катализаторы, содержащие весьма низкие проценты металлов, на кислых носителях. Эти катализаторы обладают доврлько высокой активностью по дегидрированию и изомеризации при сравнительно низкой температуре реакции и высокой объемной скорости, а также имеют хорошие показатели по стабильности и ядоустойчивости, поэтому они удовлетворяют требованиям промышленности.-.1 [c.435]

Поскольку наблюдается устойчивая зависимость между количеством ионов Сг в окисленных АХ катализаторах и их дегидрирующей активностью, было предположено [13, 14], что дегидрирующая активность АХ катализаторов обусловлена дефектами в их кристаллической решетке, возникающими в процессе восстановления ионов Сг и других высоковалентных ионов хрома. С оТой точки зрения необходимость полного выжига углерода в процессе окислительной регенерации закоксованных АХ образцов диктуется не только требованием удаления с их поверхности от-Л0ЖНВИ.1СГ0СЯ кокса, но также необходимостью генерирования на поверхности катализатора высгних степеней окисления хрома, участвующих в формировании активных центров дегидрирования [13, 14]. [c.10]

Современные процессы синтеза изопрена обладают рядом особен,-ностей а) массовость производства в сочетании с довольно высокой стоимостью получаемого продукта б) исключительно высокое качество вырабатываемого изопрена (чистота мономера не ниже 98,5— 99,0%) в) сложность технологии — применение техники высоких температур и давлений, агрессивность сред, жесткие требования техники безопасности, необходимость очистки загрязненных стоков и т. д. г) использование всего комплекса последних достижений химии и химической технологий. Так, в производстве изопрена широко применяются новые направления синтетической химии, например, использование комплексных гомогенных каталитических систем, инициированный крекинг, сопряженное окисление, окислительное дегидрирование, диспропорционирование углеводородов и др. наиболее прогрессивные конструкции реакторов (с псевдоожиженным слоем, туннельные с подвижным слоем катализатора, секционированные и адиабатические и т. д.), наконец, новейшие методы выделения и очистки продуктов — четкая, сверхчеткая, азеотропная и экстрактивная ректификация, в том числе вакуумная и под давлением, экстракция, топкие методы химической очистки и т. д. [c.9]

Содержание ацетиленовых углеводородов в изопрене полимери-зационной чистоты не должно превышать 0,0005—0,001%. Этому требованию удовлетворяют только продукты, получаемые диоксановым методом или по Фаворскому. Все остальные технические методы дают изопрен со значительно большим содержанием ацетиленовых углеводородов (так, в изопрене, получаемом методом дегидрирования изоамиленов, до 0,1—0,2%). Для очистки изопрена от ацетиленовых углеводородов в принципе применимы упоминавшиеся выше процессы экстракции и хемосорбции, взаимодействие с малеиновым ангидридом [178], каталитическое аминирование [179J, селективная адсорбция и др. Имеется целый ряд патентов по очистке изопрена от ацетиленовых углеводородов с помощью металлического натрия и его производных [180—184], а также иода [185]. Однако наиболее эффективным методом в настоящее время считается селективное гидрирование на гетерогенных катализаторах. [c.250]

Бутановая фракция должна удовлетворять определенным требованиям по содержанию примесей. Содержание легкокипящих углеводородов Сд (пропана и др.), которые являются балластом и увеличивают нагрузку последующих установок газоразделения, должно быть ограничено так, чтобы давление при газофрак-ционировании не превышало 3 ат. Нежелательно присутствие в количествах более 3% изобутана, дающего при дегидрировании изобутилен, который во второй стадии процесса увеличивает коксообразование (углеотложение на катализаторе) и снижает выход дивинила. Содержание углеводородов С5 (пентана и др.) ограничивается 2%, так как он также увеличивает коксообразование и помимо этого снижает активность катализатора. [c.87]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология