Главная -> Словарь

Превращения кислорода

О превращениях модельных соединений на поверхности катализатора можно судить, применяя метод масс-спектральной термической десорбции, разработанный в работе . На рис. 54 приведены результаты превращения изопропилбензола при разных температурах на поверхности цеолита и катализатора РГЦ-6Ц . Экстремальное изменение выхода основных продуктов реакций в зависимости от температуры подтверждает значительную роль физических явлений при химических превращениях.

В табл. Х.11 приведены данные о зависимости глубины превращения изопропилбензола от температуры при различном разбавлении, полученные по расчетам.

Эти данные показывают, что разбавление изопропилбензола благо* приятно влияет на дегидрирование его в а-метилстирол, а также можно сделать вывод, что дегидрирование с одинаковой степенью превращения изопропилбензола протекает при более низких температурах, чем этил-бензола.

При добавлении к реакционной смеси NaOH наряду с образованием радикалов имеет место образование ионов, что приводит к повышению выхода диметилфенилкарбинола до 40%. С добавлением Na202 увеличивается процент превращения изопропилбензола в ацетофенон до 33%.

Выход последнего возрастает также при добавлении ZnO, A1203 и Мп02 . Кислые окислы V205, Mo03 резко снижают процент превращения изопропилбензола.

Превращение алкилпроизводных бензола и толуола осуществляется почти количественно в стирол и бензол и, соответственно, л-этилтолуол, толуол и 'этилбензол. Значительную роль могут играть и реакции превращения изопропилбензола в стирол, этилбензол и л-этилтолуол .

Состав продуктов превращения изопропилбензола на оксидах, аморфном алюмосиликате и цеолитах при температуре десорбции 250° С

Основным продуктом превращения изопропилбензола на кристаллическом алюмосиликате — цеолите — является бензол, что характеризует высокую селективность действия цеолита.

Детальное рассмотрение поведения изопропилбензола при его термической десорбции с активной поверхности в ионном источнике позволяет выделить отдельные элементарные процессы идентифицировать некоторые промежуточные продукты и предложить общую схему каталитического превращения изопропилбензола.

Анализ смесей органических соединений, исследование превращений различных углеводородов и гетероатомных соединений предлагается проводить путем сочетания адсорбционно-десорбционных процессов с масс-спектрометрией. Приведены результаты исследования асфальтенов, в которых идентифицированы порфирины. Исследованы каталитические превращения изопропилбензола на ряде алюмосиликатов. Впервые в продуктах его превращения обнаружен фенол. Показано, что в его образовании участвуют анионные гидроксильные группы катализатора. Превращения серосодержащих соединений исследованы на биметаллических цеолитсодержащих катализаторах. Предложены схемы возможных превращений этих соединений в процессе масс-спектральной термодесорбции. Табл. 3. Ил. 4.

Дегидрирование этилбензола и изопропилбензола в стирол и а-метил-стирол проводят на комбинированных окисных катализаторах, такого, например, состава : MgO — 72,4; Fe203 — 4,2 и CuO — 4,8; ZnO — 85, GaO — 5, K2SO4 — 5, К2СЮ4 — 3 и КОН — 2. При дегидрировании этилбензола обычно процесс ведется при 560—580°С с добавлением от 1,2 до .2,6 кг водяного пара на 1 кг этилбензола; выход стирола достигает 70— 80%. При этом водяной пар выполняет и вторую роль, он газифицирует углистые отложения на катализаторе, обеспечивая срок его службы до 8—12 мес. Тепло, необходимое для дегидрирования, подводится с нагретыми парами углеводорода и перегретым водяным паром. а-Метилстирол получается в аналогичных условиях, но глубина превращения изопропилбензола в сравнимых условиях при парциальном давлении 1 ат почти в 2 раза выше, чем этилбензола.

можность использования для этих целей многокомпонентного оксидного катализатора К-1, предложенного ранее для процесса окисления сероводорода кислородом или воздухом. Результаты исследований показали, что степень связывания кислорода зависит от температуры и объемной скорости и не зависит от исходной концентрации кислорода в реакционной смеси. Уже при температуре 250°С достигается 99%-ная степень превращения кислорода при значительно более высокой, чем в процессе Клауса, объемной скорости. При температуре же 300°С наблюдается практически полное связывание кислорода даже при повышенных его концентрациях в газе. При использовании данного катализатора связывание кислорода происходит главным образом за счет реакции «мягкого» окисления сероводорода с образованием элементной серы. Полученные результаты позволили сделать заключение о возможности использования катализатора KS-I в качестве протектора для алюмооксидного катализатора процесса Клауса.

При жидкофазном окислении необходимо исключить образование взрывоопасных смесей в местах, где имеется сплошная газовая фаза . Это достигается высокой степенью превращения кислорода в совокупности с выбором давления в зависимости от летучести исходного органического вещества. Иногда в пространство над жидкостью предусмотрена подача азота. Тем не менее пожаро- и взрывоопасность рассматриваемых производств достаточно велики, и эти производства должны быть снабжены самыми современными средствами предупреждения, локализации и тушения пожаров.

высокое парциальное давление кислорода в реакторе. Поэтому содержание метилового спирта в смеси с воздухом не превышает 6—8% , т. е. находится вблизи нижнего предела взрываемости, и при близкой к 100% конверсии метилового спирта степень превращения кислорода не превышает 20—25%.

Кислород и метан раздельно нагревают до 510° в нагревателях с внешним обогревом и в молярном отношении 0,65 : 1 вводят в печь, где в специальном сжигателе смесь сгорает. Примерно 1/з метана расщепляется, остальная часть сгорает. Степень превращения метана составляет примерно 90—95%, степень превращения кислорода 100%. Температура газа повышается при сгорании примерно до 1480°, продолжительность нахождения его в зоне пиролиза невелика — от 0,001 до 0,01 сек. Вышедший из печи газ быстро охлаждают. Ниже приведен его состав в % объемн.:

можность использования для этих целей многокомпонентного оксидного катализатора К-1, предложенного ранее для процесса окисления сероводорода кислородом или воздухом. Результаты исследований показали, что степень связывания кислорода зависит от температуры и объемной скорости и не зависит от исходной концентрации кислорода в реакционной смеси. Уже при температуре 250°С достигается 99%-ная степень превращения кислорода при значительно более высокой, чем в процессе Клауса, объемной скорости. При температуре же 300°С наблюдается практически полное связывание кислорода даже при повышенных его концентрациях в газе. При использовании данного катализатора связывание кислорода происходит главным образом за счет реакции «мягкого» окисления сероводорода с образованием элементной серы. Полученные результаты позволили сделать заключение о возможности использования катализатора KS-I в качестве протектора для алюмооксидного катализатора процесса Клауса.

Для оценки реакционной способности коксов по отношению к кислороду необходимо экспериментально определить значения констант Kj, Kg и Kg для реакций , и , соответственно. В качестве независимых принимали реакции и . Обозначив степени превращения кислорода по независимым реакциям через х и у соответственно, получили следующие выражения для концентраций реагентов :

этиленом5. При температуре ниже 400 °С степень превращения кислорода за один проход составляет примерно 35%. При температуре выше 550 °С резко возрастает скорость окисления этилена до двуокиси углерода и воды, а скорость образования окиси этилена уменьшается.

колонны. Следует заметить, что используемые в производстве битумов барботажные аппараты колонного типа не отличаются большой эффективностью, поэтому приемлемая степень превращения кислорода достигается при высоте слоя жидкости не менее 13-15 м. Взаимозависимость некоторых факторов и их влияние на производительность и качественные характеристики битумов будет рассмотрена в следующем разделе.

Пассивация катализатора СНМ-1 изучена и отработана в опытных и промышленных условиях . Она проводится в промышленных условиях путем постепенной подачи воздуха в азот , циркулирующий через реактор. Температурный режим в реакторе регулируется за счет изменения концентрации кислорода на входе в реактор. В начальный период она составляет 0,4—0,8%, на выходе — менее 0,01%. При этом максимальная температура в зоне катализа не должна превышать 300 °С. Количество запассивиро-ванного катализатора прямо пропорционально объемной скорости газа. С течением времени степень превращения кислорода снижается и перед окончанием пассивации концентрация кислорода до и после реактора выравнивается. После этого необходимо увеличить концентрацию кислорода в циркулирующем азоте до 2—3% . Если при этом температура не изменится, то пассивация считается завершенной, в противном случае пассивацию необходимо продолжить.

В опытно-промышленных условиях при гомогенном окислении природного газа воздухом при давлении 9,8 МПа, температуре реакционной смеси 390°С, расходе природного газа 750 м3/ч, концентрации кислорода в исходном газе 2,1% получен метанольный продукт -состава : диметиловый эфир — 1,4, метилэтилкетон — 0,16, ацетон — 0,91, формальдегид— 4,8, ацетальдегид — 1,6, метанол—41,61, этанол — 2,53, пропанол-1—0,15, 2-метил'Пропанол-1—0,05, органические примеси —2,61, карбоновая кислота —0,45, вода —43,73. Производительность •по общему конденсату составляет 18—24 кг/ч, степень превращения кислорода равна 94—97% . В работе сделан вывод, что основным кислотным .компонентом в продуктах непол-