Главная -> Словарь

Никелевые катализаторы

Термическая и каталитическая ко«версия метана в смеси СО ,и Н2. Термическая .конверсия метана с водяным паром протекает только при 1200—1300° в кауперах, тогда как каталитическая конверсия в присутствии никелевого катализатора проходит уже при 700—800°. Процесс каталитической конверсии уже полностью отработан. Для борьбы с отложением сажи «а катализаторе при конверсии высокомолекулярных углеводородов к нему добавляется цемент. На заводах компании «Стандард Ойл» в Бейуэе и Батон-Руже метод каталитической конверсии используется значительное время. В качестве исходного сырья в Бейуэе используется газ нефтеперерабатывающего завода, в Батон-Руже природный газ. Так как никелевый катализатор отравляется серой, то газ необходимо очищать от сернистых соединений.

Каталитическое восстановление нитропарафинов можно проводить с катализатором по Адамсу , причем специально для низкомолеку-ляриых нитрО'Парафинов удобно проводить процесс в газовой фазе, используя в качестве катализаторов никель, медь и платину . Весьма пригодным катализатором особенно для восстановления в промышленном масштабе оказался никелевый катализатор Ренея . Этот катализатор успешно применялся также для восстановления нитроспиртов в аминоспирты .

Давление, необходимое для гладкого восстановления, должно быть установлено в каждом отдельном случае. Высокие качества показывает никелевый катализатор Ренея, , отравляющих как никелевый катализатор паровой конверсии углеводородов, так и цинкмедный катализатор низкотемпературной конверсии оксида углерода. Присутствие в сырье непредельных углеводородов вызывает образование углеродистых отложений на катализаторе паровой конверсии углеводородов.

Для проведения реакции избирательного гидрирования требуется избирательный катализатор, чтобы избежать гидрирования ароматического кольца. Обычно наилучшим катализатором является хромит меди при 100—175°, хотя никелевый катализатор Ренея может быть использован для этой цели при 25—75°.

На схемах Сп означает прямую цепь, содержащую п атомов углерода с соответствующим числом атомов водорода, требующихся для насыщения, Ni означает катализатор для гидрирования — никель на кизельгуре, a Ni — никелевый катализатор Ренея.

Добавление 1-нафтилмагнийбромяда к очищенному хлоругольному эфиру при температуре от 0 до 5° дает этиловый эфир 1-нафтойной кислоты. Необходимо проводить реакцию при низкой температуре, так как реактив Гриньяра способен вступать в дальнейшую реакцию с образовавшимся сложным эфиром. Этиловый эфир 1-нафтойной кислоты очищают фракционной перегонкой; чистый препарат подвергают гидрированию. Никель на кизельгуре и никелевый катализатор Ренея позволяют проводить избирательное гидрирование этого эфира при различных условиях , причем образуются как ас-, так и аг-эфиры.

Как показано в таблице, никелевый катализатор обнаруживает большую избирательность и дает меньше крекинг-газов и окиси углерода, чем железные катализаторы, дающие в остальном весьма сходные про-

Были исследованы каталитические свойства доломитов, содержавших наряду с окисью железа, СаО и MgO. Катализаторы обнаружили 70%-ную избирательность к стиролу. Был исследован ряд катализаторов, содержавших пятиокись ванадия, нанесенную на MgO, A120S, Si02 и т. д. ; катализаторы состава A1.,0S — Сг208 . и многие другие вещества. 90%-ную избирательность обнаружил никелевый катализатор Дау; не нашедший, однако, промышленного применения .

В данном случае можно применять промышленные катализаторы гидрирования на основе никеля или цинка. Никелевый катализатор вполне пригоден для переработки сырого альдегидного продукта, не содержащего значительных количеств серы . Однако высокое содержание серы в сыром альдегидном продукте, полученном из сернистых бензинов термического крекинга, делает непосредственное гидрирование альдегидов над указанным катализатором нецелесообразным, так как катализатор быстро дезактивируется. В данном случае наиболее приемлемо двухстадий-ное гидрирование сырых альдегидов в спирты. На 1-й стадии гидрирования сырые альдегиды насосом высокого давления подаются в реакторы гидрирования, заполненные сульфактивным катализатором. В этих реакторах происходит гидрирование основной части альдегидов в спирты.

Наименование катализатора дается предпочтительно в наиболее кратком варианте с максимально возможным использованием терминов классификации катализаторов по процессам, предложенной Институтом катализа СО АН СССР. Например, «никелевый катализатор конверсии природного газа с водяным паром с целью получения газа для синтеза метанола».

Паровая конверсия метана с приемлемой скоростью и глуби — ной превращения протекает без катализатора при 1250—1350 °С. Катализаторы конверсии углеводородов предназначены не только для ускорения основной реакции, но и для подавления побочных реакций пиролиза путем снижения температуры конверсии до 800 — 900 "С. Как наиболее активные и эффективные катализаторы конверсии метана признаны никелевые, нанесенные на термостойкие и механически прочные носители с развитой поверхностью типа оксида алюминия. С целью интенсификации реакций газификации углерода в никелевые катализаторы в небольших количествах обычно вводят щелочные добавки .

Гидрирование ароматических соединений. Все моноциклические ароматические углеводороды гидрируются каталитическим путем до соответствующих циклогексанов с высоким выходом и почти без образования побочных продуктов. Чаще всего применяют никелевые катализаторы.

При проведении реакции над окисью хрома оптимальная температура может меняться для различных исходных веществ и условий катализа, но должна лежать в пределах 400—5СО°. Для реакций ароматизации, включающих одновременное декарбонилирование, предпочтительнее применять восстановленные никелевые катализаторы. Температура процесса в этом случае должна быть в пределах 200—300°.

В другом процессе, где источником кислорода также является воздух, применяются такие псевдоожиженные термостойкие материалы, как окиси алюминия, магния или кремния. Этуэлл нагревал термостойкий материал до 1093° С, продувая воздух для выжигания остаточного углерода, отложившегося на термостойком материале во время последующих операций, и добавочный топочный газ. Горючий твердый материал поступает затем в псевдоожиженный слой никелевого катализатора вместе с предварительно нагретым метаном, паром и двуокисью углерода. Это тепло горячего термостойкого материала используется для эндотермической конверсии метана в синтез-газ. Способ отделения никелевого катализатора от термостойкого материала основан на разнице в размерах их частиц . Частицы термостойкого материала «выдуваются» из слоя катализатора, состоящего из более крупных частиц. При этом возникает другая трудная технологическая задача — транспортировка горячего твердого материала, тем более, что при необходимости работать при 30 am уменьшение скорости реакции обусловит потребность в более высоких температурах для данной конверсии. Гомогенное частичное окисление метана кислородом представляет интерес для промышленности с точки зрения производства ацетилена и в качестве побочного продукта синтез-газа . Для термического процесса необходима температура около 1240° С или выше, чтобы получить требуемую конверсию метана . Первичная реакция является сильно экзотермической вследствие быстрой конверсии части метана до двуокиси углерода и водяного пара . Затем следует эндотермическая медленная реакция остаточного метана с двуокисью углерода и водяным паром. Для уменьшения расхода кислорода на единицу объема синтез-газа в- Германии для эндотермической ч*асти реакции применяются активные никелевые катализаторы. В Соединенных Штатах Америки приняты некаталитические реакции как часть гидроколь-процесса для синтеза жидких углеводородов из природного газа.

Никелевые катализаторы паровой конверсии метана используют не только в форме гранул, таблеток, колец, но и в виде никелевого порошка, никелевой проволочной спирали, через которую пропускают электрический ток. Катализатор

Набор компонентов катализаторов, применяемых при угле-кислотной и пароуглекислотной конверсии углеводородов, не отличается от обычного, характерного для катализаторов паровой конверсии углеводородного сырья. В этом процессе применяют как смешанные, так и нанесенные никелевые катализаторы. Обязательным компонентом катализатора является тугоплавкий окисел металла. Для этого предложено дополнительно вводить в состав такого контакта окись вольфрама.

При паровой конверсии такого вида сырья применяют никелевые катализаторы, при парокислородовоздушной — никелевые катализаторы на термостойких носителях, а также хромовые катализаторы .

Для низкотемпературной паровой конверсии гомологов метана используют никелевые катализаторы, нанесенные на окись алюминия и на другие носители с хорошо развитой поверхностью.

зуют для получения метансодержащего топливного газа. Для этого процесса вполне пригодны промышленные никелевые катализаторы, широко применяемые в различных процессах гидрирования углеводородов. Таким катализатором, в частности, является отечественный никель-хромовый катализатор.

В данном процессе применяют не только смешанные, но и нанесенные никелевые катализаторы . Для тех же целей предложен сплавной никель-железный катализатор.

Катализаторы конверсии бензиновых фракций с водяным -паром, кислородом и двуокисью углерода. Процесс конверсии бензинов с кислородом осуществляется как в непрерывном , так и периодическом вариантах при очень высоких температурах . Последнее обстоятельство является причиной того, что для этого процесса обычно рекомендуют никелевые катализаторы, нанесенные на огнеупорный носитель . В качестве такого носителя используется алюмомагниевая шпинель состава MgAl2O4 . Пластифицирующим компонентом смеси порошков окислов металлов, направляемых на прессование, является стеарат магния. Пропитка готового носителя проводится расплавом нитрата никеля. При этом за одну пропитку в катализатор вводят 12% никеля .