Главная -> Словарь

Катализаторы проявляют

В литературе часто встречаются сведения о применении трехфто-ристого бора, чаще всего в виде комплекса; но этот метод, кажется, еще не осуществлен в промышленном масштабе. Рекомендуются также BF3 на А1203 и HBF4 . Эти катализаторы применяются главным образом для того, чтобы сначала диспропорционировать смесь из этилена, пропилена и бутилена, а затем провести алкилирование. Запатентованы также такие катализаторы, как комплексные соединения BF3-H20 , BFg — алкилфторид , специальные комплексные системы с фосфорными кислотами , BF3-•Н4Р207 ) и, наконец, фторбораты цинка и меди . Разработаны специальные катализаторы для низкотемпературного алкилирования. Это катализаторы на основе железа, BF3 и HF .

К преимуществам синтетических катализаторов но сравнению с. естественными относятся значительно меньшая подверженность действию сернистых соединений, большая стойкость к термической дезактивации при высоких температурах, меньшая истираемость, лучшее качество продуктов реакции . Поэтому при крекинге дистиллятного сырья синтетические катализаторы применяются чаще, чем естественные, несмотря на то, что стоимость первых выше.

Металлические катализаторы применяются различными способами; обычно они составляют стенки реакционной камеры. Они оказывают'Влияние как на паровую , так и на жидкую, фазу и не чувстви-тфьны к отравлению серой.

Катализаторы. Применяются катализаторы, содержащие 0,5— 2% платины или палладия. Носителями являются оксид алюминия или кристаллические алюмосиликаты с размером пор ~10 м. Такая структура носителя обеспечивает избирательную адсорбцию и превращение нормальных и малоразветвленных парафиновых углеводородов. Депарафинизация углубляется при увеличении содержания SiO2 в алюмосиликате . От состава и структуры носителя катализатора в значительной мере зависит соотношение реакций крекинга и изомеризации.

Катализаторы окисления спиртов. Основным требованием, предъявляемым к катализаторам окисления спиртов в альдегиды и кетоны, является высокая селективность. Из всех катализаторов, имеющих промышленное значение, наибольшей эффективностью отличаются серебро и окисный железо-молибденовый катализатор . Серебряные катализаторы применяются для окисления метанола в формальдегид, этанола в аиет-альдегид, изопропилового спирта в ацетон, аллилового спирта в акролеин, циклогексанола в циклогексанон и др. Катализаторы готовят либо в виде сеток из серебряной проволоки, либо нанесением на инертный носитель . Окисные железо-молибденовые катализаторы используются при окислении метанола и этанола, особенно эффективны для получения формалина с низкой кислотностью.

В настоящее время в нефтехимической промышленности гомогенные катализаторы применяются для процессов гидроформилирования олефинов, окисления парафинов в смесь кислот и оксикислот, окисления этилена в ацетальдегид .

Алюмотитановый оксидный катализатор с содержанием ТЮ2 5-15% масс, проявляет весьма высокую активность в окислении сероводорода. При 230°С и объемной скорости 3000ч'1 на этом катализаторе достигается почти полная конверсия сероводорода при селективности его превращения в серу 95%. Повышение его селективности может быть достигнуто введением в его состав 1-3% оксида магния . Титаноксидные катализаторы применяются также для окисления кислых газов, содержащих, помимо Сероводорода, и другие сернистые соединения.

Катализаторы применяются для ускорения реакций, происхо» дящих с теми или иными веществами. Ускорение реакций крекинга нефтяного сырья в присутствии катализатора позволяет получать бензин при более низкой температуре, чем при обычной термической переработке, и таким образом экономить топливо. Но самое главное это то, что при каталитическом крекинге характер реакций становится иным. Доля непредельных углеводородов уменьшается по сравнению с термическим крекингом, увеличивается выход бензина. При этом образуется значительное количество изомерных углеводородов, что обусловливает повышение октанового числа бензина. Так, если при термическом крекинге содержание непредельных в бензиновой фракции было около 40%, а предельных 60%, то при каталитическом крекинге того же сырья содержание непредельных становится 2—3%.

Несмотря на то что СФ-катализаторы применяются 5 промышленных масштабах более 60 лет, до настоящего времени не разработаны эффективные методы их регенерации 1ли рационального использования после отработки. Отработанный катализатор вывозится в отвал, тем самым ухудшаются экологические показатели процессов олигомеризации.

В большинстве случаев катализаторы применяются в твердом состоянии в виде шариков или таблеток, а в процессах с кипящим слоем в пылевидном состоянии. В этой главе рассматриваются некоторые вопросы анализа и испытания распространенных твердых катализаторов: алюмосиликатного для каталитического крекинга, алюмомолибденового для гидроформинга, алюмокобальтмолибде-нового для гидроочистки, фосфорнокислотного для полимеризации и алкилирования, платинового для платформинга и активной окиси алюминия, применяемой для гидратации и дегидратации, а также в качестве носителя для многих катализаторов.

Книга посвящена каталитическим свойствам цеолитов - кристаллических алюмосиликатов. Цеолитсодержащие катализаторы применяются в промышленности при крекинге, гидрокрекинге, гидроизомеризации и алкилировании углеводородов. В настоящей монографии обсуждаются свойства этих катализаторов в окислительно-восстановительных реакциях: гидрирования, дегидрирования, окисления и др. Это является новым, важным направлением в катализе и может иайти применение в синтезе различных органических соединений.

Следующей важной особенностью катализа является специ — фичность действия катализатора. Нельзя рассматривать каталитическую активность как универсальное свойство катализатора. Многие катализаторы проявляют каталитическую активность в отношении одной или узкой группы реакций. Для каждой реакции целесообразно использовать свой наиболее активный и селективный катализатор.

Катализаторы АКМ и АНМС в процессе гидроочистки активизируются водородом, в результате МоО3 восстанавливается до МоО2, а затем частично до металлического состояния. При подаче сырья активные компоненты катализаторов взаимодействуют с сернистыми соединениями и переходят в сульфиды металлов. В этой форме катализаторы проявляют оптимальную активность. Характеристика катализаторов АКМ и АНМС:

Малоактивные катализаторы проявляют активность при температурах термических процессов , Катализаторы умеренной активности используют при 550 — 680 °С. Высокоактивные катализаторы можно применять при 300 — 550 °С.

Эти катализаторы проявляют высокую активность и селективность в условиях процесса и могут стабильно работать без регенерации от 6 месяцев до 1 года. При потере активности вследствие значительных отложений кокса катализатор регенерируется окислительным методом . Катализатор АП-64 более активен и селективен, чем АП-56 .

Силикафосфаты относятся к кислотам средней силы. Каталитическую активность силикафосфатные катализаторы проявляют за счет ионов водорода фосфорных кислот, образующихся в результате гидролиза силикафосфатов влагой, присутствующей в сырье, и за счет прогонов кислых силикафосфатов. При температурах промышленной эксплуатации скорость реакции определяется в основном массопередачей, и кажущаяся энергия активации составляет всего 21-31 кДж/моль.

Влаго- и морозостойкость. Силикафосфатные катализаторы проявляют высокую гигроскопичность, обусловленную наличием в них дегидратированных форм силикафосфатов. Кинетика увлажнения одной из проб катализатора атмосферной влагой показана на рис. 2.4. Расчеты показывают, что катализатор с исходным содержанием ХСВ 6-8% масс, и 15-20% масс. СК в состоянии принять до 26% влаги.

Несмотря на высокую закоксованность, в большинстве случаев отработанные катализаторы проявляют высокую активность, иногда даже превышающую начальную, хотя основанием для их выгрузки из реакторов было снижение конверсии олефинов, а не возросший перепад давления. Следовательно, причина снижения конверсии олефинов в подобных случаях заключается в ухудшении контакта сырья с катализатором из-за нарушения равномерного распределения потока по трубкам реактора.

Цеолитсодержащие катализаторы проявляют меньшую восприимчивость к отравлению тяжелыми металлами, обычно присутствующими в сырье крекинга. Например, при содержании 0,3% мае. тяжелых металлов на цеолитсодержащих катализаторах выход кокса лишь на /3 больше выхода его на аморфном алюмосиликате. На рис. 8 показано изменение фактора селективности по коксу в стандартных испытаниях промышленных равновесных катализаторов при варьировании содержания «эффективных» металлов. «Эффективные» металлы характеризуют ту долю осажденных на катализаторе тяжелых металлов, которая обусловливает образование кокса и водорода. Содержание «эффективных» металлов определяется как произведение ванадиевого эквивалента на активную долю металла, определяемую по графической зависимости. Для цеолитсодержащих катализаторов содержание «эффективных» металлов заметно влияет на образование дополнительного кокса, однако это влияние проявляется меньше, чем для аморфного катализатора.

никаких изменений. Это удивительно, поскольку указанные катализаторы проявляют активность в обратной реакции — в гидрировании бензола при температурах 200-300°С и давлении 3 МПа . Возможные причины этого факта обсуждаются в заключение дайной главы.

Исследовалось глубокое окисление хлорорганических веществ и их смесей с углеводородами на Na- и других катионных формах цеолитов типа А, X, Y, а также на Н-формах морденита и цеокара-2. В зависимости от типа применяемого цеолита и экспериментальных условий продуктами реакции являются НС1 или С12, а также СО2 и Н2О . При пониженных температурах получается НС1, а при 400-450°С - С12. Изученные катализаторы проявляют достаточно высокую активность в окислении указанных хлорорганических соединений. Так, на цеолите NaY при 450° С, концентрациях исходных веществ 0,1—0,6 мг/л и объемной скорости 10000 ч"1 конверсия ССЦ, СН2С12, С2Н4С12 и С3Н5С1 составила 96, 92, 80 и 92% соответственно.

Селективность окисления смеси л-ксилола и метилтолуилата повышается в присутствии кобальтмарганцевого, никельмарган-цевого, кобальтмарганецмедного катализаторов. Поскольку в процессе получения ДМТ предусматривается этерификация ок-сидата метанолом, катализатор окисления должен оказывать влияние на эту реакцию. Проведенные исследования показали, что при этерификации оксидата можно использовать соединения кобальта, марганца, никеля или меди; при небольших их концентрациях скорость этерификации возрастает и уменьшается образование смолообразных продуктов. Установлено, что сме-севые катализаторы проявляют больший эффект, чем металлы, взятые раздельно. Наиболее эффективен кобальтмарганцевый катализатор.