Катализатор синтеза углеводородов селективность

В работе [104] предполагалось, что катализатор синтеза метанола под воздействием реакционной среды в процессе формирования приобретает две формы — окисленную и восстановленную. При адсорбции оксида углерода на окисленных центрах образуется метанол, а при адсорбции на восстановленных центрах— спирты и углеводороды. Действительно, состояние оксида цинка в цинк-хромовом катализаторе в значительной степени определяет производительность и селективность процессов гидрирования оксидов углерода, причем суш,ественную роль оказывает отношение стехиометрического (окисленная поверхность) к нестехиометрическому цинку (восстановленная поверхность). В процессе формирования и эксплуатации, а также под воздействием реакционной среды на поверхности катализатора меняется соотношение окисленных и восстановленных активных центров. В зависимости от их соотношения меняется и селективность процесса синтеза метанола и спиртов Сг—С4. Так, при дозировании диоксида углерода в восстановительную среду Нг—СО резко увеличивается производительность цинк-хромового катализатора по метанолу, что, по-видимому, связано с образованием дополнительных окисленных активных центров и ускорением лимитирующей стадии — хемосорбции водорода [87]. [c.205]

Гетерогенная каталитическая реакция наблюдается всегда, когда скорость химической реакции возрастает благодаря присутствию поверхности раздела двух фаз. Поверхности твердых тел особенно важны как гетерогенные катализаторы для реакций между газами или между газом и жидкостью. Проблемы, возникшие при попытках использовать эти поверхности для получения химических продуктов с большей скоростью и с большей селективностью, оказались захватывающими с точки зрения химиков и физиков. Можно без преувеличения сказать, что большинство усовершенствований, внесенных при использовании этих катализаторов для получения продуктов в крупном масштабе, явилось результатом тщательно продуманных и широко поставленных опытов, а не следствием применения химической теории. Широта области, охватываемой гетерогенным катализом, показывает масштаб этих усилий как указано в табл. 9 (см. стр. 152), к этому типу катализа относятся синтез аммиака из элементов и его окисление в окись азота и азотную кислоту, окисление двуокиси серы в трехокись и углеводородов в полезные кислородсодержащие продукты, различные реакции перегруппировки, циклизации, разложения и полимеризации, которые имеют место при крекинге нефти, синтез углеводородов, спиртов и альдегидов [c.18]

Катализаторы синтеза углеводородов теряют активность по тем же причинам, что и катализаторы метанирования от отравления серой, отложения углерода и от термического старения. Поскольку для достижения оптимальной селективности представляется необходимой работа при низких температурах, то желательно сочетание высокой активности катализатора с продукционной селективностью. [c.257]

В настоящее время наиболее перспективными катализаторами синтеза углеводородов из СО и Н.2 считаются кобальтовые системы. Преимуществами их по сравнению с железными катализаторами являются более высокая стабильность и селективность по жидким и твердым углеводородам. Предложенная нами двухцентровая модель активных центров этих катализаторов, обеспечивающая образование первичных ненасыщенных интермедиатов, позволяет направленно регулировать их свойства. Модель предусматривает наличие кобальта в нульвалентном состоянии и в катионной форме и их электронном взаимодействии с носителем. Кислотно-основные свойства носителя обуславливают в значительной степени последующие превращения ненасыщенных интермедиатов. Подобный подход привел к разработке систем, селективных в отношении синтеза жидких либо твердых углеводородов — основных целевых продуктов синтеза. [c.10]

Желаемые каталитические свойства преимущественно связаны с селективностью и стойкостью к отравлению серой. Первоначально активность не должна иметь первостепенного значения. При первом рассмотрении главная проблема оптимизации селективности в непрерывных процессах связана с необходимостью регулирования распределения продуктов. Как показывают данные, представленные в табл. 19-1, для синтеза углеводородов характерна тенденция к получению широкого группового состава продуктов с отчетливо выраженным пиком для метана. Углеводороды с числом атомов углерода более двух имеют узкий максимум от С4 до Сз или пологий максимум, простирающийся от Сз до С16. Полученные углеводороды, в основном нормальные парафины или а-олефины, мало пригодны в качестве моторного топлива вследствие их низкого октанового числа. Термодинамически возможно получение таких высокооктановых углеводородов как изопарафины или ароматические соединения, но не существует специальной движущей силы для их синтеза. Селективность катализатора зависит от кинетики процесса и является регулирующим фактором при получении специфичных химикатов. [c.268]

Синтез углеводородов из СО и Н2 является удобным методом получения чистых реактивов—индивидуальных алифатических углеводородов. Углеводородные смеси, синтезируемые по этому способу, не содержат ароматических, серу- и азотсодержащих соединений. В присутствии Со-катализаторов из СО и Иг можно селективно получать линейные алканы или изопарафины а-строения. [c.10]

Оксид бария является эффективным катализатором синтеза гидропероксидов зтилбензола [373] и кумола [374] путем окисления указанных углеводородов воздухом при температурах 90-135 °С. За 3 ч конверсия зтилбензола достигает 21% при селективности образования гидропероксида 95%. [c.127]

Ясно, что прочность связи между оксидом углерода, водородом и поверхностью катализатора влияет на каталитическую активность в простой реакции метанирования [8, 9]. Это вызывает два эффекта изменение стабильности поверхностного комплекса и концентраций оксида углерода и водорода на поверхности. Оба этих явления также должны влиять на селективность продуктов реакции при синтезе жидких углеводородов. Действительно, существует доказательство, что этх) происходит с сильноосновными промоторами (например, оксид калия), широко используемыми для модифицирования активности и селективности катализаторов синтеза [34—40]. [c.77]

Сохранение активности. К падению активности приводят также физические и химические изменения в катализаторе, адсорбция на нем высокомолекулярных продуктов и истирание. При синтезе углеводородов даже слабое падение активности может неблагоприятно влиять на селективность непосредственно или косвенно — в результате воздействия высоких температур, применение которых необходимо для предупреждения снижения скорости реакции. [c.262]

Распределение компонентов в продуктах синтеза на основе Нг и СО почти во всех случаях определяется кинетикой. Большая стабильность метана приводит к значительным его выходам при различных условиях процесса на разнообразных катализаторах,, что вызывает серьезные осложнения, когда необходимо получение жидких углеводородов. Трудности в достижении желаемой селективности вытекают из механизма синтеза углеводородов, а именно — из особенностей процесса полимеризации. Однако опыт проведения каталитических процессов учит, что положение максимума продукционного распределения может быть сдвинуто, а само распределение несколько сужено посредством изменения рабочих параметров или состава катализатора. Желательно для каждого специфичного процесса проводить дальнейшие исследования и разработки катализаторов синтеза. Аналогично, усовершенствование сероустойчивых катализаторов, способных к работе при концентрациях НгЗ 10—1000 млн->, должно очень существенно повысить эффективность процесса синтеза углеводородов. [c.276]

Рабочие, обслуживающие установки по получению и переработке ароматических углеводородов, по фракционировке, очистке и осушке углеводородных газов, по получению водорода, смазочных масел способом селективной очистки различными растворителями, по получению парафина и церезина, очистке и сульфированию нефтепродуктов серной кислотой или газами, получению белого или нейтрализованного черного контакта, регенерации серной кислоты, приготовлению топлива из кислого гудрона, депарафинизации топлив и масел, производству катализаторов, гидрированию, полимеризации, алкилированию, гидроочистке, синтезу углеводородов и переработке продуктов гидрирования и синтеза, получению жирных кислот, литейного крепителя и синтетических моющих средств. [c.379]

Важнейшая возможность управления реакцией состоит в том, чтобы ускорить желательную реакцию с помощью специфически действующего катализатора. Еще нерешенной задачей в этом отношении является использование биокатализаторов (ферменты, ферментные системы). Однако химикам уже удалось найти катализаторы очень высокого селективного действия. В качестве примера можно привести направленное каталитическое гидрирование окиси углерода до углеводородов (синтез Фишера — Троп-ша) либо до метанола или высших спиртов. Эти синтезы имеют важное промышленное значение. Необходимо подчеркнуть, что катализатор в одинаковой степени ускоряет прямую и обратную реакции и, следовательно, никак не влияет на положение равновесия. [c.131]

Благодаря указанным уникальным св-вам Ц. используют в пром-сти для вьщеления, очистки и синтеза углеводородов (см., напр.. Гидроочистка, Катализаторы процессов нефтепереработки, Каталитический крекинг) разделения жидкостей, газов разделения и газов осушки очистки воды как наполнители бумаги при произ-ве цемента и силикатного кирпича создания глубокого вакуума и др. в с. х-ве как селективные ловушки для содержащихся в почвах радиоактивных изотопов Sr и s в качестве многолетних ионообменных регуляторов водно-солевого режима почв, пролонгаторов действия водорастворимых удобрений, в ввде кормовой добавки к рациону с/х животных крупные кристаллы и друзы прир. Д.- ценный коллекционный материал. [c.345]

Обратимое отравление катализаторов проявляется в ряде процессов. Кроме тех процессов, которые были названы вначале этой главы, можно назвать используемое в промышленности для повышения селективности обратимое отравление хлорсодержащими углеводородами серебряных катализаторов синтеза оксида этилена. [c.102]

Показана возможность применения цеолитов в качестве катализаторов превращений углеводородов в реакциях различных классов скелетной изомеризации парафинов и олефинов, селективного гидрирования, в ряде процессов органического и нефтехимического синтеза алкилирование, синтез мономеров, синтез на основе СО. Рассмотрены способы регулирования каталитического действия цеолитов добавлением в реакционную зону различных веществ, например двуокиси углерода. [c.190]

Одной из важнейших проблем в синтезе углеводородов из СО и Н2 является повышение селективности. Суш ествуют два подхода к выполнению этой задачи каталитический, заключающийся в разработке новых катализаторов, позволяющих смещать максимум распределения образующихся углеводородов в сторону желаемой фракции технологический, суть которого состоит в том, что подбираются такие значения технологических параметров, к которым относятся температура хладагента, давление в реакторе, объемная скорость и состав исходного газа, которые также обеспечивают увеличение выхода желаемой фракции углеводородов. [c.59]

Первый подход является наиболее эффективным, так как его действие направлено на механизм процесса. Однако он имеет существенный недостаток для того чтобы изменить селективность процесса таким образом, чтобы максимум распределения углеводородов сместился в сторону какой-либо другой фракции, необходимо выгрузить катализатор из реактора, выбрать катализатор, обеспечивающий требуемое изменение селективности, загрузить выбранный катализатор, разработать его, т. е. обеспечить стабильные показания процесса, и только после этого приступить непосредственно к синтезу углеводородов. Указанные операции требуют много времени, порядка 1 — 1,5 мес. Технологический подход лишен такого недостатка и позволяет гибко, не прерывая течение процесса, менять его селективность. [c.59]

Реакция синтеза весьма селективна, ибо получаются продукты, не обладающие максимальной термодинамической стойкостью. Синтез является очень медленной каталитической реакцией. Малая скорость синтеза и избирательность катализатора, возможно, обусловливаются отравлением катализатора некоторыми компонентами реакционной смеси, возможно, окисью углерода, ибо в отсутствие окиси углерода под влиянием водорода углеводороды легко подвергаются гидрированию и гидрокрекингу. [c.500]

Таким образом, применение трудновосстанавливаемых окислов— ТЬОа, А12О3, МпО, MgO, 8102 — необходимо для придания птдрирующим катализаторам селективного действия, поэтому катализаторы синтеза углеводородов (с.и н т и н н ы е катализаторы) в принципе являются смешанными. Промотирующее действие окиси магния не слитком велико, но, находясь в составе катализатора, она значительно повышает его механическую прочность (сопротивление истиранию) и уменьшает спекание катализатора во время работы. [c.488]

Кобальтовые катализаторы, промотированные Zr02 или Т1О2, отличаются высокой селективностью, стабильностью и производительностью. В настоящее время они нашли промышленное применение для получения высокоплавких парафинов и церезинов, которые по свойствам превосходят аналогичные продукты из нефтяного сырья [37—39]. Сравнительные характеристики промышленных Со-катализаторов синтеза углеводородов из СО и Н2 приведены в табл. 1. [c.9]

Здесь нельзя не упомянуть еще об одном перспективном направлении работ по приготовлению катализаторов специального назначения для процессов синтеза жидких топлив. В Институте катализа Сибирского отделения АН СССР развита теория цеолитных катализаторов, позволяющих предвидеть селективность их каталитического действия в отношении синтеза изопарафинов, ароматических углеводородов и предшественников кокса из органических соединений различной природы в зависимости от химического состава и координационного состояния атомов активных центров. На основе этих представлений созданы катализаторы и разработаны методы их синтеза с высокой устойчивостью к коксообразованию, селективные в отношении синтеза ароматических соединений и изоме-ризованных парафинов. [c.257]

Катализатор, содержащий природный диатомит Мальчевского месторождения, активнее катализаторов на диатомитах месторождений Ин-зенское и Кисатиби, что согласуется с ранее обнаруженным нами эффектом повышения селективности по жидким и твёрдым углеводородам на катализаторах с более мелкопористой структурой, которая характерна для диатомита Мальчевского месторождения. При использовании обогащённого и модифицированного карбонатом натрия диатомита наблюдается существенное увеличение активности катализатора, что проявляется в снижении температуры синтеза углеводородов и повышении выхода Сбо+ на 20%. Максимальный выход Сз и селективность по С о получены на катализаторах с максимальными значениями поверхности диатомита, которая обеспечивается прокаливанием при температурах 450-700 С. [c.62]

Висмут азотнокислый пятивод- ный находит широкое применение в химической промышленности при синтезе висмутмолибденовых и вис-мутсурьмяных катализаторов, используемых для селективного окисления углеводородов, а также в медицине при получении висмутсодержащих фармакопейных препаратов, в парфюмерии и лакокрасочной промышленности, при синтезе других соединений. [c.123]

Одна из групп биметаллических катализаторов, которая была подробно изучена и представляет частный интерес для реакции синтеза, состоит из комбинации металлов VIII группы (например, КЬ, Ни, 1г и №) и металлов подгруппы 1Б (Си, или Аи). Только эти комбинации делают возможным регулирование гидрогенизационной и гидрогенолизной активностей, которые, как полагают, имеют важное значение в определении селективности реакции Фишера — Тропша. Поведение и свойства таких биметаллических катализаторов достаточно хорошо исследованы их применение для синтеза углеводородов представляется обещающим. [c.265]

Гомогенный синтез углеводородов. Такой синтез из смеси СО и На с применением мономолекулярных катализаторов пока еще не разработан. Мьюттерти описал синтез углеводородов на гомогенных кластерных комплексах Озз(СО)12 и 1г4(СО)]2 [43]. При 140°С и давлении СО и Нг, равном 1,96 МПа, на кластере наблюдалось число единичных превращений, равное 10 с , т. е. сравнимое с числом превращений, которое наблюдалось Ванниче для иридия, нанесенного на диоксид кремния [21]. Реакция проявляет высокую селективность по метану. Замещение карбонильных групп в 1г4(СО)12 на три-фенилфосфин приводит к существенному сдвигу продукционной селективности в сторону этана и пропана, тем самым показывая пример изменения распределения продуктов на гомогенных кластерных комплексах. [c.273]

Использование катализаторов позволяет снизить температзфу и давление процесса и повысить его селективность. В зависимости от выбранного катализатора и условий полимеризации, реакция может быть направлена в сторону синтеза углеводородов моторного топлива или высоконолимерных продуктов (масел, пластических масс). [c.282]

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]

В зависимости от условий проведения процесса из окиси углерода и водорода могут быть получены различные вещества мета-яол, изобутиловый спирт, бензин, парафины, олефины и другие углеводороды с разветвленными цепями. В отсутствие катализаторов метанол практически не образуется, а применяемые в промышленности катализаторы этого процесса проявляют активность только лри высоких температурах. Применение высоких давлений позволяет увеличить степень конверсии газовой смеси в метанол, но при высоких температурах возрастает вероятность протекания побочных реакций. Катализаторы синтеза метанола должны обладать не только хорошей активностью, но и высокой селективностью, стойкостью к старению и колебаниям температуры, а также большой механической прочностью. В результате исследований ученых многих стран подобран ряд катализаторов, отвечающих в определенной степени предъявляемым требованиям. Наибольшее распространение получили цинк-хромовые катализаторы. В Польше на нескольких установках применялись низкотемпературные катализаторы Бласяка . С 1966 г. в ряде стран, в частности в Англии, ФРГ, Японии и США, наблюдается тенденция использовать в промышленной практике тройные низкотемпературные катализаторы на основе окислов меди. [c.28]

Как видно из указанной типовой формулы, катализаторы этого типа могут отличаться друг от друга природой входящих в их состав инградиентов, что позволяет надеяться на возможность нахождения среди них весьма активных и селективно действующих катализаторов для синтеза углеводородов заданного строения. [c.27]

В работе [14] наблюдали на Ы/М 0 образование в следовых количествах циклопропана параллельно образованию С2-углеводородов. Это явление было объяснено участием в синтезе углеводородов карбеновых групп -СН2 на поверхности катализатора. Циклопропан был найден также в окислительной конденсации метана на Т1812 с выходом 0,20% и селективностью 0,67% при 800°С, объемной скорости 1800 ч" и отношении СН4 воздух = 3 7 [15]. [c.338]

ОсновЕШ компонентом катализаторов синтеза диромеллитово-го диангидрида (ПМЦА) в настоящее время является пятиокись ванадия /I/. Окиснованадиевые катализаторы широко используются не только в этом цроцессе, но и во многих других для парциального окисления ароматических углеводородов /I/. Изучение таких про -цессов показало, что катионы ванадия, входящие в состав катализатора, сами восстанавливаются до четырехвалентного состояния /2/, однако чистая не улучшает характеристик катализатора (активность, селективность), а даже ухудшает их. [c.121]

Влияние изменения состава лигандов на катали.э. При катализе по лигандному механизму активность катализаторов и характер процесса могут сильно изменяться за счет изменения состава лигандной оболочки. Для гомогенных комплексных катализаторов такие эффекты хорошо известны и широко используются. В последнее время Хидекель в своих работах по синтезу и исследованию каталитических систем — аналогов ферментов для жидкофазных реакций обнаружил подобные явления при катализе различных реакций гидрирования молекулярным водородом на платине и на других металлах У1П группы. Введением различных органических и неорганических веществ с резко выраженными донорными и акцепторными свойствами в одних случаях удается получать весьма активные катализаторы гидрирования углеводородов, в других случаях — высоко селективные катализаторы мягкого гидрирования непредельных карбонильных соединений в соответствующие непредельные спирты. Основной механизм действия таких добавок, вводимых в жидкую фазу,— алкоголятов щелочных металлов, хинонов и др.,— по-видимому, сводится к образованию на поверхности лигандных соединений, содержащих наряду с субстратом (Из и гидрируемое соединение) лигандные активаторы, создающие новые более сложные и более совершенные каталитические системы, напоминающие биокатализаторы с сокатализаторами [40]. Эти явления в то же время сходны и не всегда отличимы от разных случаев модифицирования. В этом плане весьма интересны данные по сильной металлоидной активации платины для газовых реакций, полученные в последнее время в нашей лаборатории при изучении действия металлических катализаторов с поверхностью, очищенной в ультравакууме. Поучительный пример сильной активации наблюдается при реакции СО2 + Н2СОН2О. После нескольких опытов самоактивация снижает температуру реакции с 1200 до 400° С. По-видимому, она связана с частичным восстановлением СОхем водородом до С, образующего поверхностный карбид платины. [c.61]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология