Синтез метанола каталитическим гидрированием

Высокие давления нашли широкое применение при осуществлении каталитических процессов. Реакции, не идущие совсем или протекающие очень медленно при атмосферном давлении, могут проходить с достаточной скоростью при высоком давлении. Примерами могут служить такие процессы, как синтез аммиака, синтез метанола и гидрирование угля (см. также книгу [59]). Одновременно с промышленным осуществлением контактных процессов под давлением непрерывно совершенствовалась лабораторная техника проведения реакций при высоком давлении. Изложенный в этом разделе материал имеет целью дать некоторое представление об основных принципах техники работы при высоких давлениях и содержит описание аппаратуры, применяющейся в лабораторных условиях для проведения каталитических реакций под давлением. При этом рассматривается аппаратура для осуществления как периодических, так и непрерывных процессов. [c.39]

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]

Важное значение имеют также каталитические свойства рубидия и его солей при синтезе метанола из водяного газа при гидрировании углеводородов и других синтезах органических соединений. [c.231]

Водород используется в каталитическом синтезе аммиака, метанола, при гидрировании растительных масел для получения маргарина и твердых жиров и т. д. Сырьем для получения водорода служит водяной газ — продукт реакции (при 400—500°) приблизительно равных объемов окиси углерода, образующейся при горении угля, и водяного пара [c.216]

Среди металлов наиболее характерными каталитическими свойствами обладают переходные элементы (особенно, элементы триад). Железо, например, является классическим катализатором синтеза аммиака. Кобальт, никель и металлы платиновой группы проявляют высокую активность в процессах гидрирования и дегидрирования. Металлы платиновой группы являются катализаторами и ряда окислительных процессов (окисление аммиака, окисление сернистого газа и др.). Кобальт и платиновые металлы активно разлагают перекись водорода последние также ведут катализ гремучего газа и окисление окиси углерода. Каталитической активностью обладает медь (окисление аммиака, метанола, метана, окиси углерода дегидрогенизация спиртов, синтез метанола под давлением и др.), вольфрам (гидрогенизация минеральных масел под давлением), отчасти серебро и золото есть указания на активность металлического цинка при синтезе метанола из окиси углерода и водорода и при его разложении. [c.480]

Каталитические процессы стали широко применять с начала этого столетия. Синтез аммиака, метанола, реакции гидрирования, окисления, полимеризации являются каталитическими процессами, которые нашли большое применение в химической промышленности. [c.38]

Каталитические синтезы на основе окиси углерода все чаще применяются в химической технологии. К ним относится и промышленное получение метанола путем гидрирования окиси углерода в присутствии окисных цинкхромовых катализаторов. Дальнейшее развитие производства метанола идет по пути повышения активности применяемых катализаторов и значительного увеличения объемных скоростей газа. [c.77]

Простейший из спиртов - метанол - представляет собой ядовитую жидкость со слабым спиртовым запа щм. Его получают путем каталитического гидрирования монооксида углерода СО синтез-газа (смесь СО и Н2) по реакции [c.138]

Помимо производства высококачественных бензинов и ароматических углеводородов, каталитический риформинг является поставщиком дешевого водорода. Получаемый в качестве побочного продукта при каталитическом риформинге водород используется в нефтехимической промышленности для гидрирования и гидроочистки, а также для синтеза аммиака и метанола. [c.157]

При нормальном давлении промышленные контактные процессы осуществляются при значениях критерия Рейнольдса порядка сотен (большей частью около 200), т. е. в турбулентной области, но вблизи переходного значения. Лишь для небольшого числа очень быстрых реакций перенос реагирующих веществ к внешней поверхности зерен контакта определяет суммарную скорость процесса. В этих случаях разность температур поверхности контакта и газового потока на начальных стадиях приближается к величине теоретического разогрева. Для реакций, тормозящихся продуктом, перенос к внешней поверхности сказывается лишь на первых стадиях и не влияет существенно на общую интенсивность процесса. Однако разность температур поверхности контакта и газового потока достигает для этих реакций на первых стадиях заметной величины, что сказывается на важном технологическом параметре — минимально допустимой температуре входа газа в контактную массу. При высоких давлениях промышленные каталитические реакции осуществляются при значениях критерия Рейнольдса порядка тысяч и даже десятков тысяч, и, соответственно этому, процессы переноса к внешней поверхности протекают с большой скоростью. Для рассмотренных процессов (синтез аммиака, метанола, ряд реакций гидрирования) не обнаружено заметного влияния процессов переноса к внешней поверхности зерен контакта на суммарную скорость. [c.424]

Исследования в области каталитического гидрирования окиси углерода в течение первой половины XX в. развивались все более и более быстрыми темпами. Первыми вехами на пути этих исследований двились работы Сабатье и Сандерана [24] по синтезу метана на никелевых катализаторах и открытие Баденской анилиновой и содовой фабрикой [4] реакции между водородом и окисью углерода. В результате этой реакции образовывался жидкий продукт, содержавший спирты, альдегиды, кстоны, жирные кислоты и некоторое количество насыш енных и ненасыщенных алифатических углеводородов. Она протекала при давлениях 100—200 ат и температурах 300—400° в присутствии окисей кобальта и осмия, активированных щелочью и нанесенных на асбест . Последующие исследования привели к разработке в 1923—1925 гг. промышленного синтеза метанола. Начиная с 1923 г. и до настоящего времени, проводятся обширные работы по изучению процесса Фишера-Тропша в лабораторном и полузаводском масштабах. [c.519]

Примеры обратимого и необратимого отравлений уже приводились. Следует добавить, что современная каталитическая химия разработала отравостойкие катализаторы, инертные по отношению к сернистым соединениям, которые еще совсем недавно были бичом многих каталитических процессов. При гидрировании над MoS,, NiS, WSj, oS, дегидрировании над ZnS на пемзе и при синтезе метанола из водяного газа над Zn r-катализаторами сернистые соединения, имеющиеся в системе, не снижают активности этих катализаторов. [c.69]

Так, при действии на а-ангндросахара метилата натрия в абсолютном метанола образуются частично метилированные сахара (некоторые из них встречаются в природе). Раскрытие ангидроцикла меркаптидами щелочных металлов с последующим обессериванием над никелем Ренея или действием реактива Гриньяра с последующим гидрогенолизом атома иода, а также непосредственное раскрытие окисного цикла действием алюмогидрида лития или каталитическим гидрированием является основой ряда методов получения дезоксисахаров. Раскрытие окисного цикла гладко протекает при действии аммиака, различных аминов, а также азида натрия, что представляет значительный интерес для синтеза аминосахаров. И, наконец, раскрытие окисного цикла магнийорганическими реагентами приводит к разветвлению углеродной цепи моносахарида. [c.165]

Наряду с традиционной технологией получают развитие новые направления синтеза метанола. Это каталитическое гидрирование оксидов углерода с отводом тепла из зоны катализа жидкплш углеводородами, или трехфазный синтез метанола, парциальное окисление углеводородов, получение метанола топливного назначения и интегральные схемы, предусматривающие комплексную переработку исходного сырья метанол — аммиак, ацетилен — метанол, метанол уксусная кислота — бензол и др. [c.193]

Во втором томе рассматриваются важнейшие процессы нефтехимии гидрирование и дегидрирование изомеризация алкилирование и деалкилирование гидрокрекинг каталитический риформинг окисление гидратация этерифика-ция гидролиз галогенирование и дегалогенирование приводятся сведения о синтезах метанола, высших спиртов, олефинов, карбонатов, гликолей и полиглико-лей, азот- и серусодержащих соединений и др., о конденсационных и полимери-зационных процессах, получении мономеров для СК, а также о кинетике основных реакций нефтехимического синтеза, о технике безопасности и об изобретательском и патентном праве. [c.263]

В Советском Союзе и за рубежом в широких масштабах осуществлены синтезы альдегидов и спиртов гидроформилированием олефинов уксусной кислоты — из метанола и окиси углерода акриловой кислоты — из ацетилена и окиси углерода спиртов— из олефинов, СО и воды метанола — из СО и На неразветвлен-ных парафинов и высокоплавких церезинов — каталитическим гидрированием окиси углерода и ряд других синтезов. [c.5]

Природный газ проходит сепаратор 7 для отделения жидких углеводородов, сжимается турбокомпрессором2до 28—30ат и подогревается в подогревателе 3 за счет сжигания в межтрубном пространстве природного газа. Последующую очистку проводят в две стадии. В аппарате 4 при 380—400 °С осуществляется каталитическое гидрирование органических соединений серы до сероводорода (водород или подходящий по условиям процесса водородсодержащий газ вводят перед подогревателем 3). В адсорбере 5 при температуре 360°С сероводород поглощается адсорбентом на основе окиси цинка (объем катализатора и поглотителя должен обеспечивать срок службы, определенный для катализатора синтеза метанола, или быть больше его). В избранных технологических условиях достигается высокая степень очистки. Очищенный газ подают на конверсию в трубчатую печь 6 в газ предварительно вводят необходимое количество водяного пара и двуокиси углерода. Температура паро-газовой смеси повышается в подогревателе трубчатой печи за счет тепла дымовых газов до 530—550 °С подогретый газ направляется непосредственно на катализатор в реакционные трубы. Процесс паро-углекислотной конверсии проходит при давлении до 20 ат. Тепло, необходимое для конверсии, получается в результате сжигания отходов производства или природного газа в специальных горелках. Тепло дымовых газов, имеющих температуру выше 1000°С, используют для подогрева паро-газовой смеси, получения пара высокого давления в котле-утилизаторе, подогрева воды, питающей котлы, и топливной смеси перед подачей ее в горелки трубчатой печи 6. Охлажденные до 200—230 °С дымовые газы выбрасываются в атмосферу или частично направляются на выделение двуокиси углерода. [c.85]

Гетерогенные катализаторы сравнительно редко применяются в виде индивидуальных веществ и часто содержат различные добавки, получившие название модификаторов. Цели их введения очень разнообразны повышение активности катализатора (промоторы), избирательности и стабильности работы, улучшение механических или структурных свойств. Фазовые и структурные модификаторы стабилизируют соответственно активную фазу твердого катализатора или пористую структуру его поверхности. Так, в медь-хромитных катализаторах гидрирования окись хрома препятствует восстановлению окиси меди с превращением ее в неактивную форму. Добавление уже 1% AI2O3 к железному катализатору сильно увеличивает его поверхность, препятствуя спеканию и закрытию пор, и т. д. Некоторые модификаторы существенно повышают стабильность работы катализатора или сильно изменяют характер его каталитической активности. Например, добавка щелочей к цинк-окисному катализатору для синтеза метанола ведет к образованию высших спиртов, от этого же существенно зависит работа кобальтового катализатора при получении синтина и т. д. [c.163]

В научно-исследовательской работе по подбору катализаторов для процесса, протекающего при высоких давлениях, очень часто вследствие того, что работа под давлением громоздка и сложна, катализатор выбирают на основании опытов, поставленных без давления. Обычно проводят исследование основной реакции процесса или обратной ей реакции на ряде катализаторов и наиболее подходящий катализатор (по активности и устойчивости) пытаются применить для ее осуществления в условиях, близких тем, которые предполагается применять при техническом оформлении процесса. (Выбор этих условий диктуется технико-экономическими и технологическими требованиями). При этом в ряде работ (см. сводку Долгова [1 по синтезу метанола, статью Усачева [2] об аммиачных катализаторах) выясняется, что изменение услови11 температуры и давления сильно сказывается на характере деятельности катализатор ров. Систематических исследований по изучению влияния давления на механизм каталитических реакций, насколько нам известно, не производилось. Ввиду важности этого вопроса мы решили подвергнуть его детальному исследованию. Так как наиболее практически интересные процессы, как синтез метанола, деструктивная гидрогенизация на окис-пых и сульфидных катализаторах и др., чрезвычайно сложны (сопровождаются побочными реакциями, текут в нескольких фазах и т. д.), то при современном состоянии вопроса пе представлялось возможным выбрать их в качестве первого объекта для исследования. Мы пошли на упрощение задачи и для выяснения влияния давления на скорость каталитической реакции выбрали наиболее простой, с нашей точки зрения, пример реакцию гидрирования бензола и его гомологов. В качестве катализатора мы стремились выбрать такой катализатор, который не изменялся бы в процессе работы — не утомлялся. Целый ряд опытов показал, что палладий, нанесенный на асбест но Зелинскому [3, 4], в течение большого [c.5]

Одним из важных результатов исследований, проведенных в этот период, является существенное расширение круга реакций, ускоряемых цеолитными каталитическими системами. Из органических реакций следует отметить гетероароматизацию азаолефинов с образованием алкилпиридинов, которая на цеолитах NiY, oY,FeY n rNaY протекает с высокой структурной избирательностью окислительное ацетоксилирование пропилена в аллилацетат — промежуточный продукт для ряда промышленных органических синтезов ароматизацию метана и этана Ц] селективное гидрирование тиофена в тиофан [2] синтезы из СО- -Hg метанола [3], ароматических углеводородов, низкомолекулярных олефинов, а из СО -j- HjO — метана и др. [1 ]. Большинство реакций, вовлекаемых в исследования, имеет практическое значение. Это создает предпосылки для применения цеолитных катализаторов в новых промышленных процессах. [c.137]

Из металлов наиболее характерными каталитическими свой-стнами обладают элементы VUl группы периодической системы элементов Д. И. Менделеева. Для ряда процессов катализаторами являются железо (синтез аммиака) кобальт, никель, иридий, платина, палладий (гидрирование и для последних — окисление двуокиси серы). Кроме того, металлы VUl группы являются катализаторами и других процессов разложени.я перекиси водорода, получения гремучего газа, окислеиия аммиака, метанола, метана, окиси углерода, дегидрирования спиртов и т. д. Каталитической активностью обладают и соседние (в периодической системе) элементы медь, серебро, отчасти золото, возможно цинк и кадмий. [c.363]

Промышленное освоение каталитических процессов гидрирования и дегидрирования (присоединения и отщепления водорода) стало возможным благодаря работам Сабатье, Ипатьева, Зелинского. Бурное развитие нефтехимической промышленности вызвало повышенный интерес к использованию этих процессов для получения мономеров и полупродуктов из нефтяного сырья. Гидрирование парафинов (деструктивное) и олефинов, ацетиленовых, алицикли-ческих и ароматических углеводородов синтез аммиака, метанола и синтетического бензина, дегидрирование бутана, бутилена, циклических соединений — далеко не полный перечень процессов, осуществляемых в промышленности. [c.207]

I. Деструктивная гидрогенизация. На основании фундаментальных исследований Бергиуса в лабораториях химического концерна Фарбениндустри (Оппау) были разработаны методы так называемой деструктивной гидрогенизации угля. Для этого оказалось необходимым не только изучить основные химические и каталитические реакции, но и создать совершенно новую технику высоких давлений. Однако эти работы были значительно облегчены благодаря большому опыту, приобретенному в результате развития промышленности синтеза аммиака и метанола. Уже в 1924 г. удалось получить с количественным выходом бензин из смолы полукоксования бурого угля путем ее гидрирования в присутствии молибденовых катализаторов при 450° и 200 ат. Этот способ в 1927 г. был осущест1 лен в крупном масштабе на заводах Лейна. [c.95]

При сочетании производства метанола с процессами гидрирования ваиболее рациональной является схема, по которой синтез-газ после использования очищается от остаточного количества окиси углерода и направляется ва гидрирование. При сочетании производств метанола, аммиака и водорода необходимы специальные методы очистки газа, переходящего из одного синтеза в другой. В 1972 г. за рубежом [2б] появилось сообщение об использовании процесса паровой каталитической конверсии при одновремеввом производстве нескольких продуктов аммиака и водорода метанола и аммиака метанола и водорода метанола и окиси углерода аммиака и удобре-вий< метанола, удобрений, аммиака и водорода. [c.37]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология