Кобальт как катализатор при реакции дри реакции метана

Способность метановых углеводородов к окислению молекулярным кислородом зависит от длины и строения их углеродной цепи. Для нормальных парафинов скорость реакции при прочих равных условиях растет с удлинением цепи. Так, в отсутствие катализаторов и при атмосферном давлении метан начинает окисляться только при 420, этан—при 285, пропан—при 270, а твердый парафин— при 140—150°С. С повышением давления начальная температура окисления снижается, например метан при 100 ат окисляется воздухом уже при 330 °С. Гомогенные инициаторы (окислы азота, бромистый водород) и гомогенные катализаторы жидкофазных реакций (соли марганца или кобальта), а также гетерогенные контакты позволяют ускорить процесс и провести его при более низкой температуре. [c.523]

Получение бутилового спирта СНз — СНг — СНа — СНгОН и изобутилового спирта СНз — СН (СНгОН) — СНз по реакции гидроформилирования включает две основные операции 1) оксосинтез с получением альдегидов 2) их гидрогенизацию до спиртов [1-35]. Необходимость предварительного удаления карбонила кобальта и очистка продуктов гидроформилирования зависит от природы катализатора гидрогенизации. В промышленности в качестве катализатора применяют гидрокарбонил кобальта или хромит меди. Когда применяется первый катализатор, нужно обязательно производить обессеривание исходных олефиновых углеводородов или полученных альдегидов, так как сернистые соединения тормозят реакцию гидрогенизации. Когда в качестве катализатора применяется хромит меди, обессеривание не обязательно, но перед гидрированием нужно удалить окись углерода. Это осуш,ествляется путем превраш,ения ее в метан гидрогенизацией в присутствии железного катализатора. [c.463]

После впервые осуществленной проф. Е. И. Орловым в 1908 г. каталитической реакции синтеза из СО и Hg в дальнейших экспериментальных работах в области разработки катализаторов для процесса синтеза жидких топлив из газов были использованы в качестве основных металлов для катализаторов никель, кобальт и железо. Было установлено, что применение никеля в чистом виде не является целесообразным, так как продуктом синтеза являлся в этом случае преимущественно метан. Это объясняется наличием слишком сильной гидрирующей и отсутствием полимеризующей [c.240]

При синтезе на кобальтовом катализаторе принимается, что первично образующиеся а-олефины могут гидрироваться в парафины, изомеризоваться в олефины со средним положением двойной связи, сочетаться в большие молекулы или расщепляться иа меньшие. Такой механизм был предложен в начале 70-х годов, однако, как показали более поздние исследования (Ха-нус и др.), эта точка зрения имеет ряд существенных недостатков. Во-первых, предусмотренный этим механизмом комплекс (А) представляет собой как бы особую форму гидрида карбонила металла, образование которой характерно для железа [РеН2(СО)4] и кобальта [СоН(СО)4]. Эти соединения чрезвычайно нестабильны и разлагаются при температурах ниже 0°С. Кроме того, образование карбонилов металлов при аналогичных карбонильных структурах со многими молекулами СО на поверхностных атомах металла-катализатора мало вероятно из-за их нестабильности в условиях ФТ-синтеза. Во-вторых, метильная группа, связанная в реакционном комплексе(III) с поверхностным атомом металла, при ослаблении этой связи, видимо, будет реагировать с активным водородом, образуя метан, причем в результате должно было бы регенерироваться исходное соединение (А). Адсорбция метильной группы идет путем, ведущим к образованию метана, в то время как по конденсаци-онно-полимеризационному механизму образование метана является побочной реакцией. [c.279]

Б. Трепнел (В. М. W, Trapnell, Liverlpool University) Никель, кобальт и железо являются относительно неактивными катализаторами в реакциях обмена большинства насыщенных углеводородов. Это может быть обусловлено высокой энергией активации хемосорбции на ферромагнитных металлах. При 0° конденсированные пленки этих металлов совершенно не хемо-сорбируют метан и очень мало хемосорбируют этан, в то время как на всех других изученных мною металлах (W, Mo, Та, Сг, Rh, Pd, Ti) могут быть достигнуты степени покрытия до 30%. [c.107]

Молекулярный водород при 250 °С, в присутствии катализатора — сернистого кобальта, восстанавливает сероуглерод до сероводорода, метилмеркаптана и диметилсульфида. При избытке водорода и 300— 350 °С гидрирование идет до метана и сероводорода. При давлении 18 МПа в присутствии сульфидмолибденового катализатора реакция протекает очень бурно уже при 150 °С, с преимущественным образованием метана. С никелевым катализатором, наряду с метаном, этиленом, метипмеркаптаном, образуется метаццитиол H2(SH)j. [c.18]

Исследованию механизма гидрирования сероорганических соединений на различных катализаторах посвящено много работ. Процесс гидрирования достаточно сложен. Предполагается, что он протекает через ряд промежуточных стадий с образованием побочных продуктов. Авторы [85], исследовавшие гидрирование сульфидов и дисульфидов в синтез-газе на катализаторах — окислах Ре, N1, Со, Мп, С(1, Сг, Мо, V, А1, Мд, показали, что первоначально происходит гидрирование до меркаптана, который затем превращается Б сероводород. В работе [86] исследовано гидрирование метилмеркаптана и тиофена над алюмокобальтмолибденовым катализатором в интервале температур 200—260 °С. Показано, что реакция гидрирования метилмеркаптана протекает в двух направлениях 1) гидрирование с образованием метана и сероводорода, 2) диспро-порционирование с образованием диметилсульфида и сероводорода. Максимальная конверсия в метан получена над катализатором с соотношением атомов кобальта и молибдена 1 3, конверсия на таком катализаторе в диметилсульфид минимальна. Тиофен разлагается при более высокой температуре, образуя бутан, бутеиы и серЪводород. Методом изотопного обмена [87] над МоЗг и 3г при гидрировании этилмеркаптана было установлено, что помимо [c.306]

Другим направлением практического применения реакций разложения метана является получение сажи термокаталитическим способом при пониженных температурах (700—900° С). Специальными измерениями было показано, что удельная каталитическая активность железа, кобальта и никеля практически одинакова в реакции разложения метана (рис. 14). В связи с этим наблюдаемое уменьшение активности катализаторов в ряду Со > № > Ре при их науглероживании метаном объяснено снижением термостабильности (увеличением спекания) дисперсной структуры металла в этом ряду. Для оценки перспективности данного способа получения сажи важен тот факт, что при 20—25-кратном увеличении веса железа вследствие его науглероживания скорость процесса сохранялась практически постоянной и на высоком уровне. Испытание науглероженной метаном железной руды в качестве компонента типографских красок подтвердило возможность и перспективность применения этого нового вида сажи. [c.114]

Молекулярный водород при 250° С в присутствии катализатора (сернистого кобальта) восстанавливает S2 до сероводорода, ме-тилмеркаптана и диметилсульфида. При 300—350° С и избытке водорода гидрирование идет до метана [84]. При давлении 180 ат в присутствии катализатора (сернистого молибдена) реакция протекает очень бурно уже при 150° С с преимущественным образованием метана. С катализатором — никелем, наряду с метаном, этиленом, метилмеркаптаном, образуется метандитиол H2(SH)2 [85]. [c.21]

Озон менее реакционноспособен по отношению к насыщенным углеводородам, альдегидам и кетонам и реагирует с этими веществами но иному механизму, вероятно свободнорадикальному. Бринер [363] показал, что озон, по-видимому, является лишь катализатором, ускоряющим окисление альдегидов кислородом механизм катализа этой реакции озоном неизвестен. Однако в реакции озона с метаном было убедительно показано, что предварительного распада озона с образованием высокореакционноспособного атомарного кислорода не происходит [364]. Добавление озона используется для сокращения или полного устранения периода индукции, характерного для многих процессов окисления. Так, например, Хей, ВЭстенс и Бленчерд [365] применяли озон для инициирования катализируемого ионами кобальта окисления ксилолов. [c.122]

Недавно был изучен [12, 124] синтез уксусной кпслоты нз метанола и окиси углерода в нрисутствии никеля, кобальта и железа. Полученные результаты показали, что галогениды никеля, кобальта и железа как катализаторы более активны, чем мета тлы нз галогеш Дов йодистые соли как катализаторы синтеза активнее бромистых и хлористых. Кроме того, установлено, что силикагель как носитель катализатора дает лучшие результаты, чем кизельгур, пемза или каолин. Магссимальную каталитическую активность имеет йодистый никель, осажденный на силикагеле. В продуктах реакции содержались только уксусная кислота, ее метиловый эфир, окись углерода, двуокись углерода, водород, метан и непрореагпровавшие снирт и окись углерода. Образования простых эфиров и углеводородных продуктов пе наблюдалось. [c.66]

В 1949 г. Райт и Тэйлор [9] исследовали эту же реакцию более подробно с применением никель-окиснохромового катализатора в интервале температур 100—225° и доказали, что происходит ступенчатый обмен и диссоциация метанов. В 1950 г. Туркевич и сотрудники [10] изучали обмен и дейтерирование этилена на никелевой проволоке и получили неожиданный результат оказалось, что образующийся первоначально этан содержит значительную долю СаНб. Работы в этом направлении вызвали большой интерес, и в 1951 г. было опубликовано большое число исследований. Среди них было сообщение Каудера и Тэйлора [11] об обмене пропана и дейтерия на платинированной платине, описание подробных опытов Кембола [12] по изучению обмена метана на конденсированных пленках никеля, результаты, полученные Томпсоном с сотрудниками [13] для целого ряда углеводородов от метана до н-бутана на кобальт-окисноториевом катализаторе Фишера — Тропша, и исследование Тэйлора и Дибелера [14] сложных реакций, протекающих между бутенами и дейтерием на никелевых проволоках. Предварительное сообщение об этом исследовании было опубликовано теми же авторами [15] в 1948 г. [c.249]

В середине прошлого века работами Л. Монда, М. Бертло, С. Лозанича н Ж. Иоцича было положено начало промышленного использования оксида 5 глерода. В 1902 г. П. Сабатье и Ж. Сандерен впервые синтезировали метан из СО и Н2. В 1908 г. русский ученый Е. И. Орлов в подтверждение теоретических представлений А. М. Бутлерова о суш,ествовании свободных мети-леиовых радикалов открыл, что из СО и Нг в присутствии катализаторов синтезируется также и этилен. В 1913 г. Ф. Фишером и Г. Тропшем была осуществлена реакция между оксидом углерода и водородом в присутствии оксидов кобальта и осмия, активированных щелочами, но промышленное производство углеводородов из СО и Нг началось лишь в 1938 г. На первых этапах развития этого процесса внимание исследователей было направлено на разработку условий, при которых можно было бы получать максимальный выход бензина (фракции углеводородов 36—150°С). В связи с бурным развитием дизельных двигателей к концу 1930-х годов все больший интерес стала представлять более высококипящая фракция 190—300 °С, выход которой повышается при проведении процесса при среднем давлении (1—2 МПа). [c.299]

Для повышения теплоты сгорания коксового и светильного газов до уровня высококалорийных эти газы могут быть подвергнуты обогашению (метаниза-ции). При метанизации газы СО и Н2 в присутствии катализатора (кобальта, никеля и др.) обращают в метан в соответствии с реакцией [c.228]

На каждые 154 кг (1 кг-моль) олефина С — расход водорода на гидрирование в спирт альдегида, образующегося при гидроформилировании, составляет 22,4 ж . Поскольку 20% альдегида уже восстановилось в стадии гидроформилирования, требуется всего 17,92 м . Чтобы перевести в метан и воду 4 окиси углерода, заключенной в карбониле кобальта, требуется 12 водорода эта реакция, как известно, протекает при 250° в печах-метанизаторах, наполненных железным катализатором. В результате образуется 2,86 кг метана и 3,22 кг воды. Общий расход водорода (в м ) в стадии гидрирования составляет на каждые 1000 кг введенного в процесс 50%-ного олефина [c.553]

Аналогичный периодический процесс был разработан фирмой Рурхеми А. Г. для промышленного производства пропионового альдегида и нормального пронилового спирта из этилена. Газы реагируют с такой большой скоростью, что производительность аппарата определяется только интенсивностью отвода тепла, выделяющегося при реакции. Так, например, в реактор высокого давления, наполненный густой кашицей катализатора в толуоле при 115° и 150 ат пропускают 18 м Ыас газовой смеси, состоящей из этилена (25%), окиси углерода (25%), водорода (35%) и инертных примесей (15%), таких, как азот, метан и углекислота. Из реактора выводят через обратный холодильник 4—5 м час остаточного газа. Реакция начинается сразу же, как только впускают газы. Когда аппарат весь заполняется реакционной массой, ее спускают в отстойник, где через несколько часов катализатор полностью оседает на дно. Прозрачный толуоловый раствор отделяют, осадок катализатора промывают свежим толуолом и отфильтровывают. Толуольные растворы объединяют и подвергают ректификации, получая три фракции пропионовый альдегид, нормальный пропиловый спирт и толуол. Выходы пропионового альдегида и к-пропанола из прореагировавшего этилена достигают 70—80%. Остальное количество этилена, вступившего в реакцию, превращается в этан, диэтилкетон и другие продукты. В этой стадии процесса растворенный карбонил кобальта разлагается, образуя металлический кобальт, который остается в кубе в виде шлама. При работе с толуолом как растворителем за одну операцию катализатор теряет около 5% кобальта в виде карбонила. Если же в качестве растворителя применять сами продукты реакции, то в раствор в виде карбонила переходит кобальта в 10 раз больше, что заметно по увеличению количества шлама в кубе ректификационной колонны. [c.557]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология