Изомеризация кислот, каталитическая

При гетеролитическом катализе промежуточное взаимодействие реагирующих веществ с катализатором протекает по гетеролитиче-скому механизму при этом образование и разрыв двухэлектронных связей протекает без разрушения и образования электронных пар. Гетеролитический механизм осуществляется при каталитических реакциях дегидратации спиртов, гидратации олефинов, крекинга, изомеризации, алкилирования углеводородов, гидролиза и многих других. Катализаторы для этой группы реакций должны обладать способностью к образованию координационной связи путем отдачи или присоединения электронной пары. В частности, они могут представлять собой протонные или апротонные кислоты и основания. [c.406]

В большинстве работ по изучению каталитической активности оксида алюминия затрагивается связь ее с поверхностной кислотностью. Обширная дискуссия о природе кислотных центров оксида алюминия в настоящее время решена в пользу утверждения, что кислотность оксида алюминия связана с кислотой типа Льюиса и обусловлена ионами алюминия с координационным числом 4. Некоторые авторы предполагают наличие на поверхности оксида алюминия двух типов кислотных центров до 300 °С имеет место кислотность типа Льюиса, а выше 300 °С - Брен-стеда. В серии рабо т, где высказана эта же точка зрения, одновременно сформулированы требования к химическому составу оксида алюминия, обеспечивающему его максимальную кислотность. Кислотность оксида алюминия зависит также от содержания в нем щелочноземельных и особенно щелочных металлов (натрия). На примере реакций изомеризации олефинов установлена зависимость между содержанием натрия в оксиде алюминия и изомеризующей активностью и кислотностью. Максимальные активность в реакции изомеризации олефинов и кислотность соот-вествуют минимальному содержанию натрия в оксиде алюминия. Каталитическую активность оксида алюминия в реакциях кислотного тлпа можно усилить путем введения в его состав галогенов. Единое мнение о характере взаимодействия оксида алюминия и галогенов заключается в том, что поверхностные гидроксильньге группы оксида алюминия и, возможно часть атомов кислорода замещаются ионами хлора и фтора. Природа ак тивных центров оксида алюминия, возникающих при введении галогена и механизм влияния фтора и хлора на его поверхностную кислотность являются предметом дискуссии. Согласно Ал. А. Петрову [5, с. 72], ок сид алюминия, обработанный хлороводородом, увеличивает кислотность и приобретает каталитическую активность в том случае, когда хлорид-ион замещает одну из парных гидроксильных групп, причем водород другой гидроксильной группы, благодаря соседству электроотрицательного атома хлора, становится подвижным и способным к диссоциации в форме протона. При замещении галогеном одиночной гидроксильной группы активный центр не образуется. Структура активного центра хлорзаме-щенного оксида алюминия может быть представлена формулой [c.44]

Кислотно-основной катализ. Каталитическое действие кислот на различные гетеролитические реакции в органической химии, такие, как гидролиз, конденсация, изомеризация и другие, является наиболее старым примером катализа. Ему посвящен ряд монографий [42—441 здесь мы коснемся лишь основных положений теории, связанных с переносом процессов на твердую поверхность. Обзоры по. этому вопросу изложены в работах [45 47 ]. [c.34]

Влияние степени декатионирования и деалюминирования морденита на каталитическую активность в реакции изомеризации парафиновых углеводородов. Декатионированные формы морденитов можно получить прямым обменом на протон или через аммонийную форму. Прямой обмен ионов натрия на протоны происходит в процессе обработки морденита сильной неорганической кислотой одновременно удаляются ионы алюминия. Второй путь получения декатионированной формы - обработка водными растворами аммонийных солей. [c.61]

Сопоставление общей кислотности и силы кислотных центров, измеренных по поглощению и десорбции пиридина, показало, что изомеризация протекает на сильных кислотных центрах. Если оценить каталитическую активность сильной кислоты в 100, то для кислоты средней силы она составляет 10, а для слабой отсутствует (0). Именно высокая чувствительность изомеризации к силе кислоты используется при получении а-олефинов дегидратацией спиртов. Для этого процесса не требуются сильные кислотные центры, а использование слабой кислоты позволяет получать только а-олефины, без их изомеризации в 7- и р-изомеры. Чувствительность изомеризации к величине Н использована для определения силы кислотных центров при расчете скорости изомеризации диме-тилбутена-1 и других олефинов [13]. [c.95]

Выбор катализатора риформинга определяется механизмом реакций, протекающих на нем. Реакции гидрирования и дегидрирования протекают по окислительно-восстановительному механизму и катализируются металлами, реакции изомеризации и гидрокрекинга протекают по ионному механизму и катализируются кислотами. Поэтому, в каталитическом крекинге используются бифункциональные катализаторы состава Ме -Ь -ЬА120з , где Ме = молибден, платина, рений, А12О3 — катализатор изомеризации, промотируемый фторидами или хлоридами металлов, являющийся одновременно носителем. [c.144]

Каталитическая изомеризация Кислоты и основания 320,257. 207, 506, 319 [c.215]

Каталитическая изомеризация кислот [c.505]

Завершая обзор работ по водородным кислотам, следует подчеркнуть, что каталитические свойства в изомеризации проявили лишь сильные кислоты. В более поздних работах установлено, что миграцию двойной связи могут вызывать и очень слабые кислоты, а также амиды и гидриды щелочных металлов [11]. Поэтому, прежде чем перейти к обсуждению современных работ по катализу изомеризации кислотами, рассмотрим количественные характеристики силы кислот. [c.66]

Для образования малеинового ангидрида из бутилена, наоборот, а-бутилен должен превратиться в р-бутилен. Возможно, что это не изомеризация углеводородов в чистом виде, а перестройка кислород-углеводородного комплекса, так как не наблюдается параллелизма между способностью катализаторов ускорять изомеризацию и каталитической активностью по отношению к окислительным реакциям бутиленов. Кроме того, увеличение кислотных центров (кислоты Бренстеда) не усиливает реакцию образования малеинового ангидрида из бутилена. Однако введение фосфора и бора в кобальт-молибденовый катализатор изменяет выход малеинового ангидрида и, возможно, эти элементы создают кислотные центры Льюиса. [c.334]

Разложение спиртов над кислотными катализаторами. Выше уже отмечалось влияние следов кислот или слабокислых катализаторов на ускорение реакций изомеризаций и перегруппировок при каталитическом разложении спиртов. [c.415]

Первый случай реализован, очевидно, в работе что я-аллильные комплексы лишь незначительно активируют изомеризацию (вероятно, за счет наличия я-связанных лигандов). Но если я-аллильные комплексы контактируют с электроноакцепторными соединениями (например, с трифторуксусной кислотой), образуются комплексы с более явно выраженным я-связыванием. Такие комплексы уже обладают высокой каталитической активностью при изомеризации олефинов [24]. [c.116]

Одной из важных реакций в процессе фтористоводородного алкилирования изобутана смесью пропилена и бутиленов является образование изобутилена из изобутана, вызываемое переносом гидрид-иона к пропилену. Этот перенос превращает 22% пропилена в пропан. Изобутилен представляет собой один из олефинов С4, дающих в присутствии НР алкилат с существенно более высоким октановым числом. Из бутиленов образуется некоторое количество н-бутана (4—6%). Следует оценить эффективность получения больших выходов высокооктановых алкилатов на основе изобутана, получаемых гидрированием олефинов и изомеризацией н-парафинов. Для получения высокооктанового алкилата в присутствии любого кислотного катализатора можно приготовить смешанное олефиновое сырье из пропилена и бутилена. Алкилаты с самым высоким октановым числом получают в присутствии серной кислоты из бутиленового сырья с установки каталитического крекинга. [c.253]

Каталитическая изомеризация в отличие от других процессов избирательного катализа (циклизация, гидрирование) протекает только на кислотных катализаторах сильных кислотах типа хлорида алюминия, активированного хлоридом водорода, а также на металлах на твердых кислотных носителях (катализаторы гидрирования и дегидрирования). Из катализаторов второй группы для установки изомеризации нормального пентана рекомендован алюмоплатиновый ИП-62 (платиновый на оксиде алюминия, промотированный фтором). [c.26]

Сильные кислоты способны отдавать протоны реагентам и принимать их обратно. К этому классу относятся обычные кислоты, галоиды алюминия, три< орид бора. Аналогичным механизмом каталитического воздействия обладают такие катализаторы, как алюмосиликаты, гамма-окись алюминия, магнийсили-каты, цирконийсиликат и подобные соединения, хотя вопрос о кислотном характере указанных соединений является спорным. Эти реакции происходят с образованием карбоний-ионного комплекса, возникающего путем перехода протона от катализатора к свободной электронной паре в органическом реагенте. В зависимости от условий реакции карбоний-ионный комплекс может взаимодействовать по реакциям алкилирования, крекинга, циклизации, перераспределения водорода, изомеризации, полимеризации и др. [c.312]

Рассмотрение значительного материала органической химии но превращению насыщенных углеводородов под влиянием H SO , АШа ,, BF., и других кислот в понимании Льюиса, в частности — реакций изомеризации, реакций каталитического крекинга, реакций алкилирования изопарафинов олефинами, показывает, что эти реакции могут быть объяснены промежуточным образованием ионов карбония. Эта точка зрения разделяется в настоящее время рядом исследователей (Уитмор, Миле, Хиндин, Облад, Стивенсон, Вагнер, Бик, Бартлетт, Отвас, Пайнис, Шмерлинг и др. [18]). [c.240]

Ясно так же, что, поскольку при низких концентрациях кислоты Ло совпадает f концентрацией протонов, связанных с растворителем, Яо=—Ig /io—pH. Уже работах Гаммета были сопоставлены Но для различных минеральных кис-,лот и отмечено, что до 50% ной концентрации кислоты эти значения достаточно близки. Для более концентрйрованных растворов сила разных кислот, измеряемая значением Но, зависела от природы кислоты. Каталитически активными оказываются кислоты, для которых Яо меньше —10. Это правило справедливо только для скелетной изомеризации, поскольку другие реакции активируются и более слабыми кислотами. Вместе с тем еще в ранних работах по катализу кислотами высказано, что чем меньш Но, тем большую каталитическую активность будет проявлять кислота. [c.68]

На каталитических реакциях основываются современные методы производства водорода конверсией природного газа и других углеводородов, а также окиси углерода с водяным наром. Многотоипажиое производство азотной кислоты осуш,ествляется путем каталитического окисления аммиака па платиновых сетках. Каталитические методы занимают господствующее положение в нефтепереработке и нефтехимическом синтезе. Сотни миллионов тонн высококачествениого моторного топлива производятся с помощью каталитических реакций крекинга, гидрокрекинга, ри-форминга, циклизации и изомеризации углеводородов. Каталитические методы широко используются для получения органических растворителей, ароматических углеводородов, мономеров для производства синтетических каучуков, синтетических волокон и других полимерных материалов, а так-5ке в процессах полимеризации. [c.60]

По кислотно-основному механизму идут каталитические реакции гидролиза, гидратации и дегидратации, полимеризации, поликонденсации, крекинга, алкилирования, изомеризации и др. Типичные катализаторы для кислотно-основного взаимодействия — кислоты и основания. Активными катализаторами являются соединения бора, фтора, алюминия, кремния, фосфора, серы и других. элементов, обладающих кислотными свойсгвами, или соединения элементов 1 и 2 групп периодической системы, обладающих основными свойствами. [c.27]

Несколько лет тому назад я, изучая химические свойства эфиров фосфористой кислоты, нашел между прочим, что эфиры вида Р(ОК)з нод влиянием галоидных алкилов изомеризуются в эфиры фосфиновых кислот вида RP0(0R)2, причем фосфор из трех атомного переходит в пятиатом-ный. Процесс превращения эфиров фосфористой кислоты в эфиры фосфиновых кислот каталитический. Это с несомненностью вытекает прежде всего из того факта, что количество галоидного алкила (обыкновенно иодистого), необходимого для изомеризации определенного количества фосфористого эфира, может быть чрезвычайно мало, и во всяком случае количество гало11Дного алкила не стоит в каком-либо стехиометрическом отношении к количеству превращенного эфира. [c.137]

Изучение изомеризации предельных угленодородов в течение болсс двух десятилетий все возрастающим числом исследователей дало много сведений, важных как для техники, так и для теории. Исследования в этом направлении стимулировались потребностью в изобутане — сырье для процессов алкилирования, а также желательностью иревращения содержащихся в бензине парафинов нормального строения в изомеры с разветвленными цепями, обладающие более высокими аитидетонацион-иыми свойствами. Практическое значение аналогичного процесса изомеризации алкилциклопентанов в циклогексан или его алкилзамещенные объясняется главным образом тем, что эти последние являются промежуточными соединениями при производстве соответствующих ароматических углеводородов посредством дегидрогенизации. Сам циклогексан также является сырьем для получения адипиновой кислоты для производства иейлопа. Помимо этой практической стороны дела, изучение подобных реакций может пролить свет на поведение углеводородов и помочь в разъяснении механизма каталитических реакций. [c.14]

Этилсульфокислота [25], хлорсульфоновая [7, 25, 37] и фторсульфо-новая кислоты [7, 67] катализируют реакции того же типа, как и парафины в присутствии серной кислоты, а именно обмен водорода, рацемизацию и ограниченную изомеризацию. Механизм этих реакций, по-видимому, <1налогичен. Однако различие в каталитической активности весьма значительно, а порядок активностей виден из следующего ряда [c.39]

Такого же рода процессы изомеризации наблюдаются и в условиях каталитического крекинга. Интересная серия опытов проведена по изучению разложения олефинов (производных лпрт-алкилов), сопровождаемого изомеризацией [52]. Так, нанример, нри перегонке асимметричного ди-торет-бутилэтилена со следами бромнафталинсульфоновой кислоты идет расщепление молекулы с образованием изобутилена и гексенов, состоящих главным образом ив тетраметилэтилена. Эта реакция была объяснена на основании теории Уитмора об образовании иона карбония при реакциях изомеризации, катализируемых кислотами [c.107]

Каталитическая изомеризация олефинов в бензине, полученном из синтез-газа на основном железном катализаторе, увеличивает октановое число моторных топлив, определяемое по методу ASTM, приблизительно с 62 до 75,9 единиц [13, 4]. Октановое же число типичных бензинов, полученных термическим крекингом, улучшается только на 3—4 единицы в оптимальной температурной области от 375 до 425° и применении в качестве катализатора окиси алюминия, активированной обработкой хлористоводородной кислотой. Исключительно сильное улучшение октанового числа было отмечено для октена-1, который имеет октановое число 36,8 но сравнению с октановым числом 80 у смеси изомерных октенов [7]. [c.107]

Каталитическая изомеризация пинена над активированной глиной описана В. Е. Тищенко и Г. А. Рудаковым [44], которые также установили, что действие флоридина напоминает действие серной кислоты. Я. М. Слободин [45]. изучая поведение дипентена в присутствии флоридина, наблюдал, подобно Венабле [43], его изомеризацию, но дал другую схему процесса. [c.48]

Водородная форма выдерживает без изменения нагрев до 100° С в 3 н. НС1 в течение 1,5 ч или воздействие водяного пара при 650° С в течение 8 ч. Она отличается необычной каталитической активностью (действует как твердая кислота) — катализирует реакции крекинга, дегидратации, изомеризации и алкилировапия даже при относительно невысоких температурах (до 350" С) и в условиях частичного за-коксовывания цеолона. [c.104]

Рост спроса на изооктан привел к разработке неоднократно упоминавшегося нами метода одностадийного синтеза действием серной кислоты на смесь бутиленов и изобутана. В результате этого и количественные возможности синтеза изооктана сильно возросли, тем более что вскоре былн найдены также и промышленные пути изомеризации н-бутана в изобутан. Технология процесса изомеризации следующая. В качестве катализатора используется AI I3 или Zn b + H l при температурах порядка 50—100° или 150—200° п давлении 25—30 кг/см [33]. Невозможность проводить каталитическое алкилирование изобутапа этиленом (в отличие от пропилена и бутиленов) над первоначально принятым промышленвостью кислым катализатором (фосфорная кислота на кизельгуре) способствовала развитию процесса алкилировання пзобутана этиленом в неогексан при высоких температурах и давлениях в отсутствии катализаторов. Этот процесс так называемого термического алкилироваиия осуществляется при 490—515° и давлении 320 атм [34]. [c.469]

В связи с внедрением в промышленность процесса гидрокрекинга последний может быть введен в поточную схему завода для переработки газойлей прямой перегонки нефти, каталитического крекинга и коксования или же остатков. Один из возможных вариантов такой схемы применительно к высокосериистой иефти представлен на рис. 117. По этой схеме гидрокрекингу подвергается вакуумный газойль сырьем каталитического крекинга служит смесь тяжелого дистиллята гидрокрекинга, гидроочищенного газойля коксования и тяжелого рафината с установки экстракции. Поточная схема, изображенная на рис. 117, отличается от предыдущей большим разнообразием процессов для повышения октанового числа бензина использована установка изомеризации легкой головки бензина, предусмотрено разделение ароматических углеводородов на индивидуальные компоненты, в том числе на изомеры ксилола. С целью увеличения ресурсов ароматических углеводородов в схему введены установки каталитического гидродеалкилирования —для производства бензола из меиее ценного толуола и для производства нафталина из легкого газойля каталитического крекинга. На установке карбамидной депарафинизации вырабатывают зимние сорта дизельного топлива с этой же установки получают жидкий парафин —сырье для производства Луирыых кислот и других химических продуктов. Для увеличения ресурсов газообразных олефинов имеется установка пиролиза этана и бутана. В схеме широко используются процессы гидроочистки и экстракции. Большая часть гудрона идет иа получение кокса. Остальной гудрон идет иа п )оизводство битума, а часть [c.357]

Такие ценпые реакции могут протекать с участием либо свободных радикалов, либо ионов кapбoгпIЯ . Ниже будут описэны господствующие в настоящее время представления о механизме упомянутых выше цепньлх реакций. К реакциям, протекающим с участием свободных радикалов, в первую очередь относятся такие процессы, как термическая полимеризация, термический крекииг и термическое алкилирование. В противоположность этому, реакции с участием ионов карбония являются каталитическими и протекают в присутствии сильных кислот (безводного хлористого алюминия, фтористого водорода, серной кислоты, фтористого бора, фосфорной кислоты, гидросиликата алюминия). При этом температуры реакций, как правило, невелики, за исключением температуры при каталитическом крекинге. К последним реакциям принадлежат каталитическая полимеризация, каталитическое алкилирование, каталитическая изомеризация парафиновых углеводородов и часто встречающаяся при различных превращениях олефинов побочная реакция переноса водорода от одпой молекулы олефина к другой. [c.333]

Такие различия между термическим и каталитическим процессами могут быть объяснены тем, что они имеют разный механизм. Катализатор крекинга способен вызывать образование ионов карбония, так как он является очепь сильной кислотой. Поэтому не удивительно, что каталитический крекинг сопровождается реакциями изомеризации и полимеризации, приводящими к возникновению углеводородов с очень разветвленным скелетом. Способность катализатора крекинга к переносу водорода с насыщением части молекул олефинов следует считать проявлением карбоний-ионного механизма, как уже упоминалось при описании гидрополимеризации олефинов. При этой реакции катализатор способствует передаче водорода от одной молекулы олефина к другой. В результате образуются парафин и диен последний может еще раз явиться донором водорода. В конце концов, олефины либо ароматизируются, либо обуглероживаются, покрывая катали- затор налетом кокса. Эта реакция тоже инициируется олефином, который, присоединяя протон катализатора, превращается в ион карбония. В качестве примера приводится механизм каталитического крекинга к-гексадекана [117]. Образование углеводородов С3 и С4 объясняется тем, что по преимуществу происходит Р-расщепление, связанное с изомеризацией иона карбония. Попы этил- и метилкарбоння возникают с ббльшим трудом. [c.344]

Некоторое время тому назад лри исследоиании изомеризации двойной связи происходящей при каталитической дегидратации высокомолекулярных сииртов, было установлено [67], что она при известных обстоятельствах и применении активных катализаторов (окиси алюминия, кремневой кислоты, активного угля, пропитанного фосфорной кислотой, асбеста, пропитанного фосфорной кислотой, и т. д.) может протекать как равновесная реакция. При этом образуется почти эквимолекулярная смесь всех теоретически возможных изомеров олефина, если исходным продуктом является спирт с нечетным числом углеродных атомов. В случае спиртов с четным числом углеродных атомов образуется олефип с симметричным положением двойной связи лишь в половинной концентрации. [c.681]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология