Главная -> Словарь

Каталитическое алкилирование

тельных побочных реакций и дезактивации катализатора являются важнейшими вопросами, требующими своего разрешения при разработке процессов гидрирования окиси углерода. В этой связи изучение процессов синтеза в последнее время направлено главным образом на разработку новых типов реакторов и технологических приемов, обеспечивающих более точный контроль за температурой каталитической поверхности. Особую опасность представляет интенсивное термическое воздействие, испытываемое катализатором в первые моменты контакта с газом синтеза. Это воздействие носит жесткий характер даже в условиях псевдоожижен-ного слоя, когда очень быстро протекают процессы смешения и переноса тепла к охлаждающей поверхности. Разработка различных процессов синтеза, начиная приблизительно с 1940 г., характеризуется следующими тенденциями: применение высоких коэффициентов рециркуляции и понижение объемного веса катализаторов в псевдоожиженном слое, уменьшение высоты стационарного слоя катализатора при охлаждении рециркулирующим газом, съем тепла циркулирующим маслом со взвешенным в нем катализатором.

Участие поверхности в парофазном частичном окислении парафиновых углеводородов заключается обычно либо в образовании активных центров, либо в разрушении некоторых активных центров. Имеется много данных, свидетельствующих о протекании на поверхности раз-.личных реакций рекомбинации радикалов. С другой стороны, образование продуктов частичного окисления почти никогда не происходит в результате процессов хемисорбции парафиновых углеводородов и -кислорода на каталитической поверхности с последующей химической трансформацией на поверхности и десорбцией, образовавшихся стабильных продуктов в газовую фазу. Реакции, подобные конверсии этилена до окиси этилена на серебряных катализаторах, не обнаружены в случае окисления парафиновых углеводородов*. Вместо этого такие обычные катализаторы окисления, как например, окислы металлов переменной валент-

Вне зависимости от существующих взглядов на природу и структуру активных участков каталитически действующей поверхности контакта , как бы мы ни представляли себе строение каталитической поверхности, необходимо также иметь в виду и пространственную конфигурацию молекул, чтобы получить представление о характере деформации этих молекул при их взаимодействии с активной поверхностью катализатора.

Чрезвычайно 1:ажп', чтобы алюмосиликатаый катализатор 61,1л термоустойчивым и сохранял активность после нагревания его до 600 и даже 700 °С. Реакции распада и других термических превращений углеводородов на активной поверхности алюмосиликата неизбежно сопровождаются загрязнением каталитической поверхности тяжелыми смолами и коксообраз-иыми веществами, вследствие чего активность катализатора постепенно понижается до нуля 111.

в процессе катализ i или регенерации, так как в противном случае катализатор окажется неподготовленным и первое же его участие в катализе или регенерации окончится безвозвратным нарушением энергетического поля каталитической поверхности. При подборе температурного режима тепловой активации катализатора необходимо также помнить об инертных газах или парах, с помощью которых катализатор будет освобождаться от остатков углеводородных газов и паров между процессами катализа и регенерации и от остатков воздуха перед началом нового катализа .

В отношении дисперсности коксовых отложений первоначально предполагали, что при малых степенях закоксованности существует мо-нослойное покрытие каталитической поверхности коксом . Однако в дальнейшем было установлено, что дисперсность в значительной степени определяется размещением и доступностью активных центров, на которых образуется кокс, его способностью к миграции по поверхности .

Одним из важнейших факторов, определяющих распределение кокса по грануле, является химический состав каталитической поверхности.

Таким образом, характеристики коксовых отложений на катализаторах зависят от условий образования и могут изменяться в широких пределах по химическому составу, структуре, дисперсности и распределению на каталитической поверхности. В настоящее время заранее предсказать эти характеристики невозможно, поэтому их необходимо экспериментально определять в каждом конкретном случае.

В коксе, отлагающемся на катализаторах крекинга, практически всегда содержится сера. В гл. 1 отмечалось, что концентрация ее определяется типом сырья и катализатора, скоростью рециркуляции газойля, глубиной отпаривания углеводородов с каталитической поверхности . Согласно данным, приведенным в работе , до 5% серы сырья переходит в кокс и при выжиге выделяется в виде оксидов серы . Внедрение цеолитсодержащих катализаторов и новой

Для переноса максимального количества серы из регенератора в реактор требуется соблюдать определенные условия. В частности, необходимо содержание кокса на катализаторе поддерживать на низком уровне, регенерировать катализатор в избытке воздуха и располагать большим числом активных центров на каталитической поверхности. Предполагается, что этот вариант может в экономическом отношении конкурировать с традиционными методами очистки . Если серы в сырье более 2,0% , в коксе содержание ее такое, что степень извлечения оксидов серы из газов регенерации составляет менее 50%. Поэтому в настоящее время проводят исследования с целью создания катализаторов, позволяющих улавливать до 80-90% оксидов серы.

Основной задачей изучения каталитического процесса на гетерогенных катализаторах является нахождение связи между каталитической активностью, химическим составом и характером промежуточного поверхностного взаимодействия катализатора с реагирующими веществами. Знание природы промежуточного взаимодействия реагирующих веществ с катализатором, характера активных центров, закономерностей протекания реакции позволяет вести целенаправленный подбор избирательно действующих катализаторов и выдвигать теоретические предположения о механизме отдельных типов каталитических реакций. В связи с этим необходимо систематическое исследование новых и известных каталитических систем и природы их действия .

дегидрирование Каталитическое алкилирование

Каталитическое алкилирование

13-2. Каталитическое алкилирование 253

13.2. КАТАЛИТИЧЕСКОЕ АЛКИЛИРОВАНИЕ

13.2. Каталитическое алкилирование

13-2. Каталитическое алкилирование

13.2. Каталитическое алкилирование .............. 253

Каталитическое алкилирование. Каталитическое алкилирование изо-парафиновых углеводородов олофинами происходит по цепному механизму, предполагающему образование из изопарафина третичного алкильного катиона. Последний, присоединяясь к олефину , образует катион большего молекулярного веса, который после перегруппировки , отнимает гидридный ион от молекулы изопарафина , образуя соответствующий продукт алкилирования и новый третичный алкильный ион, начинающий новую цепь .

Термическое алкилирование требует высоких температур и давлений . Каталитическое алкилирование проходит при гораздо более низких температурах и давлениях. Температуры процесса каталитического крекинга зависят от катализатора и обычно находятся в пределах от —30° до +100°, давление же требуется лишь для поддержания реагентов в жидкой фазе.

Термическое алкилирование изобутана этиленом дает 2,2-диметил-бутан , каталитическое алкилирование — 2,3-диметилбутан :

Главными побочными реакциями при термическом алкилировании являются крекинг и полимеризация. Каталитическое алкилирование обычно сопровождается несколькими побочными реакциями: 1) переносом водорода, 2) «деструктивным алкилированием», 3) полимеризацией, 4) образованием комплекса катализатора и 5) образованием эфиров.