Катализаторы элементарного углерода

При высокой температуре происходит термическое разложение метана и его гомологов с выделением углерода. Выделяющийся углерод оседает на катализаторе, происходит так называемое зауглероживание катализатора. Элементарный углерод забивает проходы между гранулами катализатора, снижает его активность и преждевременно разрушает. Увеличивается сопротивление конвертера, а главное снижается его производительность. [c.12]

Здесь вполне уместен вопрос о том, существует ли хоть одна некаталитическая реакция. Можно приводить вполне убедительные доводы в пользу того, что в термическом дегидрировании свободные радикалы образуются на стенках труб, где в действительности и идет дегидрирование. Можно также доказывать, чта имеются специфическое вещество, зола или элементарный углерод, которые действуют как катализатор. Не отвергая эту точку зрения, мы определим следующие четыре реакции как термические, не называя их некаталитическими. [c.145]

Кокс отлагается на поверхности катализатора в процессах, осуществляемых под давлением водорода, в результате конденсации ароматических углеводородов или полимеризации непредельных. Термодинамически вероятен также распад молекул углеводорода до элементарного углерода и водорода [10]. При конденсации ароматических углеводородов образуются обедненные водородом полициклические ароматические соединения, содержащие, как правило, небольшое количество кислородных и сернистых соединений. [c.13]

При 630° и 1 ата равновесное превращение этилбензола равно 84%. При 0,1 ата оно повышается до 98%. Повышение температуры сдвигает равновесие вправо, но при этом этилбензол и стирол становятся термически неустойчивыми и крекируются в бензол и толуол. Низкое давление, необходимое для высокой степени превращения при 630°, достигается не работой под вакуумом, а применением водяного пара как инертного разбавителя. Применение водяного пара имеет и другие преимущества. Во-первых, пар предотвращает отложение угля на катализаторе, так как конвертирует элементарный углерод в водяной газ. Во-вторых, требующуюся для реакции высокую температуру паров этилбензола можно получить, не нагревая их в теплообменнике, что привело бы к нежелательным последствиям, а [c.260]

Для этой реакции испытывались многочисленные катализаторы. В начальный период превращение парафиновых углеводородов проводили при атмосферном давлении, температуре около 550° и сравнительно низких объемных скоростях. Например, превращение к-гептана проводили на алюмохромовом катализаторе [19] при 550° и объемной скорости 0,03—0,05 час выход толуола (без рециркуляции) составлял около 60%. Испытывались многочисленные-катализаторы, в том числе смешанные окислы и молибдаты. Во всех случаях достигалось частичное превращение парафиновых углеводородов в ароматические наряду с образованием олефинов и элементарного углерода. Наиболее широко изучали применение для этой реакции окислов металлов четвертой группы в последующем исследовали главным образом алюмомолибденовые и алюмохромовые катализаторы. Значительный объем работ был посвящен дегидроциклизации парафиновых углеводородов в присутствии водорода под давлением и сравнению свойств обоих катализаторов. Было установлено [16], что если выход толуола на алюмомолибденовом катализаторе составлял как при атмосферном давлении, так и прп давлении 20 ат около 25%, то на алюмохромовом катализаторе при атмосферном давлении достигался высокий выход толуола, но при высоких давлениях толуол пе образовался. Было также обнаружено, что алюмохромовый катализатор не промотирует изомеризации к-нара-финовых углеводородов, в то время как алюмомолибденовый катализатор обладает изомеризующей активностью. [c.207]

При обычных температурах в топках (1000—1500° С) углеводороды, включая метан, даже в очень малые промежутки времени в результате термического разложения дают заметные количества элементарного углерода. В результате появления в факеле элементарного углерода процесс горения в известной степени приобретает элементы гетерогенного, т. е. протекающего на поверхности твердых частиц. Наличие катализаторов (окислов [c.156]

В отличие от этого углистые отложения на катализаторах первого типа представляют, повидимому, более или менее чистый элементарный углерод и являются продуктом побочной реакции в результате иного, чем для основной реакции, положения молекулы в мультиплете. ч. [c.206]

Медь ускоряет образование карбида при формировании поверхности катализатора в процессе его восстановления синтез-газом или газами, содержащими окись углерода, и уменьшает образование элементарного углерода, в то время как щелочи ускоряют образование как карбидов, так и элементарного углерода. [c.396]

Гидрогенизация 1 моля карбонила никеля с 4 молями водорода температура 25—400° давление водорода 1—75 ат происходит разложение карбонила никеля и образование углекислого газа, метана и воды те же соединения получаются при гидрогенизации окиси углерода механизм реакции показывает, что образующаяся вода реагирует с углеродом, давая углекислый газ и метан, элементарный углерод реагирует в значительной степени лишь в присутствии никеля как катализатора при температуре 250° [c.236]

В атмосфере азота, где нет восстановителя, на первый взгляд кажется странным снижение содержания серы в катализаторах при хлорировании. Однако следует учесть, что при повышенных температурах ССЦ разлагается с образованием элементарного углерода и хлора. При этих условиях углерод может быть донором электронов, т. е. восстановителем. [c.222]

Сокращение подачи пара вызывает перегрев реакционных труб, ухудшает процесс конверсии метана, способствует быстрому разрушению катализатора и отложению элементарного углерода на его поверхности. Поэтому работа при уменьшенной подаче пара, а тем более без него, не допускается. Возможен отрыв пламени от горелки. Это происходит при нарушении автоматического регулирования давления отопительного газа, при значительном повышении скорости истечения газов во время разжига горелок и при выключении части горелок. Несвоевременно замеченный отрыв пламени может привести к образованию взрывоопасной, смеси в топке печи. [c.51]

Элементарный углерод не вступает в стехиометрическую реакцию с перекисью водорода, хотя протекающее при этом разложение вызывает в известной степени изменение поверхности углерода. Руп и Шлее [218] сообщили, что перекись водорода окисляет карбонат до муравьиной кислоты и формальдегида, попозже [219 они выяснили, что это действие обусловлено присутствием примесей. Нет никаких сообщений о реакции перекиси водорода с производными кремния, если не считать данных об абсорбции [220] и образовании перекисей [221]. Металлический германий протравливается перекисью водорода [222]. Вопрос об инертности металлического олова уже обсуждался при рассмотрении техники обращения с перекисью водорода (стр. 146). В растворе двухвалентное олово превращается перекисью водорода в четырехвалентное [223], причем водная двуокись олова совершенно инертна, а поэтому применяется даже в качестве стабилизатора. Сравнительная инертность, наблюдающаяся у этих элементов, отсутствует у последнего члена группы, свинца, который является весьма активным катализатором разложения. Металлический свинец растворяется в подкисленной перекиси водорода при повышении pH образуются окислы, причем в щелочных растворах продуктом реакции, безусловно, является двуокись свинца [224]. [c.337]

Во многих случаях конверсии метана с кислородом значительные затруднения вызываются выделением элементарного углерода. Последний откладывается на катализаторе, дезактивируя его, а также забивает узкие сечения трубопроводов и арматуры, нарушая нормальный ход процесса. Известно, что при конверсии метана с кислородом в гомогенной среде (ниже области температур термодинамического запрета выделения углерода) всегда образуется сажа и тем больше, чем меньше отношение кислорода к углеводороду. Необходимо отметить, что образованию сажи способствует нестабильный режим процесса, а также местные перегревы. [c.157]

Для успешного проведения процесса конверсии углеводородных газов с водяным паром в трубчатых печах, большое значение имеет правильная организация технологического режима и создание условий для длительной работы катализатора. Как уже указывалось, во избежание отложений углерода расход пара на процесс должен составлять не менее 200% от теоретически необходимого. Исходная парогазовая смесь должна быстро нагреваться до температуры реакции, ибо в противном случае возможно термическое разложение углеводородов с выделением элементарного углерода. Температуру в верхней части реакционных труб, где поглощается наибольшее количество тенла, следует поддерживать в пределах 600—650° С. Температура в нижней части труб определяется требуемой степенью конверсии углеводородов. Вместе с тем необходимо отметить, что при перегреве катализатор имеет свойство рассыпаться. [c.172]

Крекинг предельных углеводородов — основной промышленный метод получения газообразных алкенов. Направление этой реакции, а следовательно, строение и соотношение конечных продуктов зависит от ее условий (температуры и природы катализатора). Крекинг метана приводит к получению элементарного углерода (сажи) и водорода [c.48]

Кобальтовые катализаторы, состав которых в процессе фактически не изменяется [28, 29], служат обычно в течение длительного времени без заметной потери активности [30]. В случае восстановленных железных катализаторов в ходе реакции происходит отложение карбидного и элементарного углерода и образование магнетита. Осажденные невосстановленные катализаторы легко восстанавливаются до магнетита и превращаются в различной степени в гексагональный карбид или карбид Хэгга кроме того, на них откладывается элементарный углерод во время активации и в ходе самого процесса [7]. Хотя синтез-газ является восстановителем магнетита, после частичной конверсии он становится окисляющей средой, особенно вследствие образующихся в реакции паров воды. [c.280]

В случае восстановленного плавленого катализатора (03001) с применением синтез-газа (Н2 С0=1 1) при 7,8 атм и постоянной степени превращения около 65% средний состав катализатора изменялся со временем, как показано на рис. 8 [31]. Из металлического железа восстановленного катализатора основное количество карбида Хэгга получалось в течение первых нескольких дней процесса, причем этот карбид оказался единственной карбидной фазой. Одновременно с меньшей скоростью образовывался магнетит. Однако содержание магнетита увеличивалось в ходе опыта главным образом за счет металлического железа, поскольку количество карбида Хэгга лишь очень медленно уменьшалось со временем. Немагнитная область на рис. 8 получена на основании данных термомагнитного анализа преимущественно в относительно малых магнитных полях, однако эту оценку количеств металлического железа, карбида Хэгга и магнетита можно считать приблизительно правильной. В этом испытании на поверхности отлагалось лишь небольшое количество элементарного углерода дезактивация и потеря механической прочности катализатора в основном должны быть отнесены за счет окисления, а не за счет образования свободного углерода. В аналогичных условиях, но при 21,4 атм, окисление катализатора было значительно более быстрым в течение 8 дней более 70% железа превращалось в магнетит [21]. [c.280]

В случае катализаторов, полностью превращенных в чистый карбид Хэгга или цементит, скорость окисления и отложения элементарного углерода при 7,8 атм была очень малой [21]. Однако при 21,4 атм эти карбиды окислялись так же быстро, как и металлическое железо, причем карбидный углерод превращался в элементарный углерод [21]. [c.280]

Как указывает В. П. Михеев [27], углеводороды, включая метан, даже в очень малые промежутки времени в результате разложения дают заметные количества элементарного углерода. Наличие катализаторов (железа, никеля) сильно ускоряет процесс разложения . [c.61]

Распад окиси углерода на катализаторах — сложный процесс, ведущий к -выделению как свободного элементарного углерода, так и сложных карбидов. [c.252]

Большое значение в методе прямого синтеза играют катализаторы, в отсутствие которых реакция протекает медленно. Так, хлорбензол без катализатора при температуре 530° с кремнием практически не взаимодействует. При повышении температуры до 680° скорость реакции увеличивается, но при этом наблюдается усиленный пиролиз хлорбензола, сопровождающийся отложением элементарного углерода на стенках реакционной трубки выходы фенилхлорсиланов при этом незначительны. [c.115]

Железо, начиная с 400°, вызывает распад спирта до элементарного углерода. С дальнейшим повышением температуры этот процесс ускоряется. Медь в условиях контактирования спирта и регенерации катализатора, вследствие непрерывной смены восстановительной и окислительной атмосферы, оказывается [c.131]

Кокс образуется в результате конденсации ароматических углеводородов и полимеризации непредельных. При конденсации ароматических углеводородов образуются обедненные водородом полициклические ароматические соединения, содержащие, как правило, небольшое число кислородных и сернистых соединений. Термодинамически вероятен также распад молекул углеводорода до элементарного углерода и водорода. Реакция конденсации ароматических углеводородов может быть подавлена водородом. Поэтому работа в режиме повышенного давления и рециркуляции водорода позволяет снизить интенсивность образования углеродистых отложений. Так, установки, работающие под давлением 1,0 МПа, могут функционировать несколько дней без регенерации, 4,0 МПа - несколько месяцев без регенерации катализатора. Увеличивая парциальное давление водорода в системе, можно увеличить скорость гидрирования непредельных углеводородов по сравнению со скоростью их конденсации с ароматическими углеводородами. [c.40]

При чисто термическом хлорировании, как и при каталитическом хлорировании в присутствии стационарных катализаторов, возникают серьезные трудности. В результате выделения элементарного углерода и смолистых продуктов в трубопроводах и других частях аппаратуры образуются отложения, которые постепенно приводят к полному забиванию системы. Одновременно падает активность катализатора вследствие образования на нем графитоподобных отлржений. [c.170]

Путем соединения углерода с фтором удалось синтезировать большое количество веществ, обладающих необычными свойствами и представляющих большой интерес. Фторуглероды характеризуются высокой термической устойчивостью н сопротивлением химическому воздействию. Возможности этой обширной области новь1х соединений, встречающихся во многих гомологических рядах, стали очевидны после того, как удалось получить раздёлить и йдейтифицировать продукты реакции между элементарным углеродом и фтором в присутствии небольшого количества ртути в качестве катализатора. Фторуглероды обладают температурами плавления и кипения, близкими к температурам замерзания и кипения углеводородов с той же структурой и таким же количеством углеродных- атомов. Температуры кипения фторуг-перодов чрезвычайно низки, если учесть их высокий мо- [c.26]

Поскольку в ходе реакции катализаторы не претерновают превращения, теоретически срок их службы неограничен. Однако в практических условиях большинство катализаторов разрушается или постепенно дезактивируется при работе и поэтому их необходимо ГЕериодически регенерировать или заменять свежими. Разрушение катализатора вызывается физическими или химическими причинами. Физическое разрушение может быть вызвано механическим истиранием или перегревом п спеканием. Механическое истирание приводит к чрезмерному увеличению потерь вследствие уноса тонких фракций газовыми потоками и резкому увеличению пвдравлического сопротивления слоя спекание ведет к изменению структуры поверхности катализатора и быстрой потере активности. Химическое разрушение является в основном следствием химического взаимодействия между веществом катализатора и соединениями, содержащимися в сырьевом потоке, с образованием стойких продуктов реакции. Причиной химической дезактивации и разрушения может быть и накопление высокомолекулярных соединений, содержащихся в исходном газовом потоке или образующихся при процессе в результате побочных реакции. Обе эти причины ведут к уменьшению числа активных центров на поверхности катализатора и падению активности катализатора. Дезактивацию под действием примесей, содержащихся в газовом потоке, называют отравлением катализатора. Постепенная дезактивация катализатора вследствие накопления отложений на поверхности и вызываемая ею необходимость периодической регенерации весьма часто наблюдается при процессах, ведущих к образованию одного или нескольких нелетучих продуктов реакции. Например, превращение сероуглерода в сероводород процессом гидрирования сопровождается образованием элементарного углерода (кокса), который необходимо периодически удалять с поверхности катализатора. [c.316]

Совместное присутствие меди, и щелочи (К2СО3, МзгСОз, КОН и т. п.) в катализаторе в соответствующих количествах позволяет избежать образования элементарного углерода и обеспечить необходимое количество карбида. Окислы марганца, магния и другие добавки оказывают влияние как на формирование поверхности катализатора, так и на обеспечение стабильной работы катализатора. [c.396]

Получаемый при этом процессе сырой синтез-газ Iаз1 т-водородна> смесь) подвергают промывке для удаления элементарного углерода (образующегося при процессе в результате побочных реакций), осте чего направляют в конверторы окиси углерода (для превращения окиси углерода в двуокись и водород при 5(Ю—600 °С в присутствии окисножелезного катализатора) и на последующую очистку от двуокиси углерода обычными методами. Поскольку любые кислородные соединения отравляют катализаторы синтеза аммиака,, а метан и аргон являются инертными разбавителями, для окончательной очистки газ промывают жидким азотом при температуре ниже —190 °С. Очищенный газ направляется в секцию синтеза в виде азот-водородной смеси чрезвычайно высокой чистоты, содержащей лишь следы окиси углерода, аргона и метана. [c.432]

В гл. 8 приведен ряд типичных примеров представлений и принципов, обсуждавшихся в предыдущих главах. В этой главе рассматриваются процессы каталитического окисления, гидрирования, крекинга, синтеза и разложения, а также некоторые аспекты электрокатализа и несколько необычных типов гетерогенного катализа, влияние твердых примесей на процесс окисления элементарного углерода. Рассмотрение каталитических реакторов в гл. 9 охватывает элементарный учет массопереноса, теплопередачи и газовой диффузии, некоторые конструкторские расчеты для адиабатических и изотермических условий, а такя е оптимизацию температурных и концентрационных профилей в различных типах слоев катализаторов. [c.19]

Нитриды железа отличаются высокой устойчивостью к окислению и отложению на их поверхности элементарного углерода, обу-словливаюш,их быструю порчу катализатора. Содержание азота в них медленно уменьшается во время реакции, причем удаляемый азот заменяется углеродом с образованием карбонитридов. [c.259]

СиО —К2СО3) нагреванием в течение 200 час. при 188° смесь гексагонального карбида и карбида Хэгга, содержащую более 70% гексагональной фазы. При получении карбида из восстановленного плавленого катализатора Рез04 — AI2O3 обработкой окисью углерода при 210° в начальной стадии образовался гексагональный карбид (2,5% С), но когда процесс продолжался до образования соединения с 6,5% С, то в продуктах реакции был обнаружен также и карбид Хэгга. Однако если такой же обработке подвергался восстановленный плавленый катализатор при 238°, получался только карбид Хэгга [14]. Скорость образования карбида Хэгга из восстановленного железного катализатора вначале велика, но с увеличением содержания углерода резко снижается. Относительно чистый карбид Хэгга можно приготовить в довольно короткий срок проведением карбонизации сначала при низких температурах с дальнейшим последовательным нагреванием. При этом методе образование элементарного углерода и магнетита сводится к минимуму, так как вследствие быстрой начальной стадии реакции предотвращаются высокие местные перегревы и значительные концентрации углекислоты в газе, соприкасающемся с катализатором. [c.264]

Нитридные железные катализаторы заметно более стабильны в отношении окисления и отложения элементарного углерода как при 7,8 атм, так и при 21,4 атм. Шультц, Зелигман, Леки и Андерсон [23] описали изменения состава азотированных плав- [c.280]

Х218) с синтез-газом (С0 Н2=1 1) при 7,8 атм систематически отбирались пробы катализаторов для анализа. Рентгенограммы показали наличие только е-нитридной или карбонитрид-ной фаз исключение составляли несколько проб, содержащих небольшое количество магнетита. На рис. 9 представлены изменения атомных отношений азота, общего количества углерода, элементарного углерода и кислорода к железу, а также доли [c.281]

В течение этого периода атомное отношение элементарного углерода и кислорода к железу увеличивалось только соответственно от О до 0,10 и от 0,05 до 0,14. Через 98 дней лишь 10% железа было обнаружено в виде магнетита, в то время как за тот же период в случае аналогичного восстановленного катализатора в магнетит превратилось более 40% железа (см. рис. 8). В остальной период испытания (от 99 до 139 дней) температура сначала была повышена до 240° и затем до 258°. При этих более высоких температурах азот удалялся из катализатора и количество карбидного углерода увеличивалось быстрее кроме того, с несколько большей скоростью происходило и отложение элементарного углерода скорость окисления, однако, осталась примерно той же самой. В аналогичном испытании при 7,8 атм (Х215) через 203 дня в результате рентгеновского анализа был обнаружен только е-карбонитрид, причем каталитическая активность в течение всего периода оставалась постоянной. Данные химического анализа показали (табл. 7) наличие в катализаторе лишь малых количеств элементарного углерода и кислорода. Этот катализатор был вновь азотирован аммиаком в течение 6 час. при 350° и объемной скорости 1000. Через 238 дней снова проводилось азотирование, хотя ни в одном из этих случаев повторная активация не была необходима. После повторного азотирования катализатора и его использования для синтеза была также найдена лишь е-карбонитридная фаза, однако количества азота и элементарного углерода увеличились, тогда как количество кислорода уменьшилось. [c.283]

Состав катализатора изменялся быстрее, когда давление при проведении синтеза было равно 21,4 атм (см. табл. 7, испытание Х349) однако скорости окисления и отложения элементарного углерода были все же значительно меньшими, чем для восстановленных катализаторов при том же давлении. При обеих величинах давления к концу периода испытаний устанавливался постоянный состав катализатора. В испытаниях с газовыми смесями состава Из СО = 2 1 и Нг СО = 1 1,5 скорость удаления азота оказалась примерно такой же, как и при составе На С0 = 1 1. [c.283]

Большой интерес вызвали работы, показавшие возможность отказаться от катализатора и снизить температуру процесса с помощью веществ (так называемых инициаторов), способных отщеплять хлор от молекулы дихлорэтана. К таким веществам относятся, в частности, хлор и бром. В 1956 г. советский химик 3. С. Смолян разработал оптимальные условия инициированного разложения дихлорэтана температура 400—425°, концентрация инициатора (хлора) — 2% от веса дихлорэтана, нагрузка на 1 л реакционного пространства — 400 г дихлорэтана. При этих условиях степень превращения дихлорэтана в хлористый винил за один цикл составляет 70%. Этот метод у нас еще не внедрен в промышленность, да и о зарубежных промышленных установках имеется очень мало сведений. В связи с этим большого внимания заслуживает сообщение голландца Флюгтера на VI Национальпом химическом конгрессе, состоявшемся в Милане в 1950 г. В сообщении указывались некоторые детали процесса пиролиза дихлорэтана (рис. 2), разработанного голландской фирмой Ройял-Шелл . Фирмой найдены условия, при которых дихлорэтан практически полностью превращается в хлористый винил одновременно происходит выделение НС1. При проверке метода в промышленных условиях (температура пиролиза 480—500°, давление 1,5— 2 кгс/см ), конверсия дихлорэтана за один цикл составила 70 мол. %, выход хлористого винила — 97—98%. Реакция протекает в кольцевом пространстве, образованном трубками диаметром 70 и 100 мм. При этом соблюдались следующие условия. Дихлорэтан был очень чистым (99,9%), в нем полностью отсутствовала примесь солей железа (в частности, Fe lg), которые приводят к образованию нежелательных соединений или разложению дихлорэтана вплоть до элементарного углерода. Конверсия дихлорэтана не превышала 70% за один цикл во избежание побочных [c.27]

По вопросу об образовании свободного углерода из окиси углерода имеется значительная литература. Фишер и Дилтей [24] и Вангенгейм [25] изучали образование свободного углерода на железе при 350—500°. В процессе этой реакции гранулы железа распадались и железо распределялось в элементарном углероде реакция продолжалась до тех пор, пока содержание железа не достигало примерно 1 %. Это железо находилось главным образом в виде цементита. Оказалось невозможным получить этим методом углерод, не содержащий железа. Фишер и Бар [26] показали, что в случае обуглероживания железно-медного катализатора окисью углерода при 500° образовавшийся углерод содержал как медь, так и железо. Это позволило предположить, что железо и медь были механически распределены в углероде. [c.421]

В вопросе об отравляющем действия окиси углерода еще пет полной ясности. Считают возможным, что да горячем платиновом катализаторе окись углерода претерпевает дисцропорционироваыие с образованием двуокиси углерода и элементарного углерода, откладывающегося па активных центрах платины и приводящего. к обратимой дезактивации катализатора. [c.29]

Кокс ( углеродистые отложения , углистые отложения ) — адсорбированный на развитой поверхности пористого катализатора тяжельш продукт KJ5eкин a с В1дсащ)й кошенхрацией углерода. Элементарный состав кокса зависит стг характера сырья и условий ироцесса, в связи с чем содержание в нем углерода в водорода различно С — от 88 до 93% вес., Н — от 6 до 11% вес. В значительно меньших количествах в коксе присутствуют сера, азот и другие элементы. [c.16]