Главная -> Словарь

Парофазное гидрирование

На рис. 143 представлен реактор колонного типа для парофазной гидрогенизации. Он представляет собой аппарат, заполненный несколькими слоями таблетированного катализатора. Катализатор загружается на перфорированные решетки или в специальные кор-

Рис. 143. Реактор колон-лого типа для парофазной гидрогенизации.

Насыщенное абсорбционное масло не направляется на регенерацию, а вместе с поглощенным им газовым бензином, который также требует дополнительной обработки, поступает в реакторы парофазной гидрогенизации . Отбензинен-

• Сероводород перерабатывается с получением серной кислоты или элементарной серы. Газовая смесь после алкацидной промывки еще содержит органическую серу в виде сероокиси углерода и меркаптанов. Эту газовую смесь пропускают при температуре 280° над окисножелез-ным контактом, активированным окисью хрома , причем органическая сера превращается в сероводород. Серо-окись углерода взаимодействует с содержащимся в газе водяным паром, образуя двуокись углерода и сероводород. Эти газы без выделения вновь образовавшегося сероводорода смешиваются с богатыми газами парофазной гидрогенизации в сборной емкости и в дальнейшем перерабатываются вместе с ними.

Весьма удовлетворительный катализатор никель на кизельгуре готовят осаждением основного карбоната никеля из моля сульфата никеля и присутствии кизельгура действием 1,7 моля карбоната натрия . Осадок отмывают от сульфата, сушат, разлагают карбонат и окончательно восстанавливают в токе водорода. Оптимальная температура восстановления 425°. Восстановленный катализатор содержит около 65 % никеля и 35 % кизельгура. Для парофазной гидрогенизации высушенный осадок смешивается с 4% смазывающего вещества и приготовляется в виде таблеток. После восстановления эти таблетки готовы для использования в парофазной гидрогенизации или же они могут быть измельчены в ступке вместе с несколькими кусочками сухого льда для использования в жидкофазной гидрогенизации.

В результате этого процесса из сланцевого масла удаляется около 2/з серы и кислорода и около 1/ъ азота. Хорошо насыщенное среднее масло , смешанное с не подвергшимися обработке легкими фракциями сланцевого масла, можно затем очистить над неподвижным слоем катализатора с целью дальнейшего освобождения от азотистых загрязнений, с последующей деструктивной гидрогенизацией до бензина в паровой фазе над таким катализатором, как 10%-ный сернистый вольфрам на фуллеровой земле. Продукт парофазной •гидрогенизации характеризуется высокой степенью очистки, низким содержанием серы и высокой приемистостью к ТЭС; этилированные бензины имеют октановое число 94 и даже,выше. Гидрированное среднее масло является идеальным сырьем для термического крекинга, но не годится для каталитического крекинга из-за сравнительно высокого содержания остаточного азота . При каталитическом крекинге самого сланцевого масла найдено, что выход бензина и жизнь катализатора, очевидно, зави-•сят от содержания азота в сырье .

Катализаторы парофазной гидрогенизации ........... 261

При изучении химии парофазной гидрогенизации на промышленных сульфидных катализаторах наибольший интерес представляет выяснение влияния заместителей на скорость и направление отдельных реакций процесса — реакций гидрирования, изомеризации и расщепления. Влияние алкильных заместителей на скорость гидрирования бензольного кольца рассмотрено выше . О влиянии заместителей на интенсивность реакций изомеризации и расщепления можно судить- по данным табл. 57.

КАТАЛИЗАТОРЫ ПАРОФАЗНОЙ ГИДРОГЕНИЗАЦИИ

Из изложенного выше материала видно, как сложно и взаимосвязанно протекают реакции гидрирования, изомеризации, расщепления и, иногда, алкилирования в процессах парофазной гидрогенизации. Для технологических целей нужно усиливать одни и подавлять другие реакции. Это достигается подбором катализаторов, варьированием и модифицированием их состава, изменением пористости, активной поверхности и других свойств, введением добавок в реакционную смесь, варьированием условий процесса. Естественно поэтому, что крайне важны данные о гидрирующей, изомеризующей и . р асщепляющей активности наиболее употребительных катализаторов и о влиянии состава и свойств этих катализаторов на интенсивность отдельных реакций.

Результаты, полученные при изучении химии превращений различных классов соединений в присутствии катализаторов парофазной гидрогенизации, дают возможность сделать вывод о двух составляющих их активности: способности ускорять гемолитические реакции и способности ускорять гетеролитические реакции . Связь между составом и свойствами катализаторов и их способностью ускорять эти два основных класса реакций, следовательно, могла бы служить важным ориентиром для технологических исследований.

Парофазное гидрирование при 375° С и давлении 20 am

Гликолевая кислота легко этерифицируется метиловым спиртом в метиловый эфир гликолевой кислоты. Парофазное гидрирование этого эфира большим избытком водорода при 200—225° и давлении 20—40 ата в присутствии хромита меди приводит к получению этиленгликоля с высоким выходом ; выделяющийся при гидрировании метиловый спирт возвращают в процесс:

3. Парофазное гидрирование этого эфира при температуре- 200— 225?' и давлении 20 — 40 am в присутствии хромита меди с получением этилен-гликоля с высоким выходом:

Проверка этих данных на установке Горного бюро в Луизиане подтвердила возможность в указанных выше условиях осуществить парофазное гидрирование в одну ступень. Количество ароматических углеводородов в бензине превышает 28—30%.

Одностадийное парофазное гидрирование фенола до цнклогек-

Исследовались изменения свободной энергии при реакциях гидрирования фенола до циклогексанона и циклогексанола. Выведены уравнения, устанавливающие зависимость изменений свободной энергии от температуры реакции. Парофазное гидрирование изучалось на никелевых катализаторах . На основании измерения адсорбции реагирующих веществ и продуктов реакции на катализаторе при различных температурах исследователи пришли к выводу, что реакция протекает между адсорбированными атомами водорода и газообразным фенолом. Дальнейшие работы по изучению этой реакции привели к выводу , что парофазное гидрирование на никелевом катализаторе протекает через промежуточное образование циклогексапона ц что этот процесс обратим.

Гидрирование нафталина через промежуточный тетралин протекает на многочисленных катализаторах. На различных никелевых катализаторах в зависимости от давления, температуры и активности никеля гидрирование может или доходить лишь до стадии тетралина или тетралин гидрируется далее до декалина . При одинаковых условиях парофазное гидрирование нафталина на никеле приводит к тетралину, а жидкофазное — к декалину . В результате восстановления нафталина на никеле при давлении водорода 100 am и температуре более 200° образуется тетралин; дальнейшее гидрирование в присут-

Парофазное гидрирование нитробензола до анилина возможно также при 155-240°С с использованием катализатора, включающего CuO, ZnO, Cr203 и А1203 , или при 180-280 °С на аналогичном катализаторе, в состав которого вместо Сг203 входят СаО и NiO или Мп304 .

ПАРОФАЗНОЕ ГИДРИРОВАНИЕ БЕНЗОЛА

Парофазное гидрирование бензола 334

Жидкофазное гидрирование при 200° С и давлении 200 am Парофазное гидрирование при 375° С и давлении 20 am Арилсульфиды алкилсульфиды тиофены Алкилсульфиды арилсульфиды тиофены