Фізико-хімія конкретних промислових каталітческіх процесів

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати


Фізико-хімія конкретних промислових каталітческіх процесів.

Окислювальний аммоноліз пропилену. Окислювальне хлорування етилену. Основні особливості процесів окислення в псевдозрідженому шарі каталізатора. «Повітряний» і «кисневий» процеси. Рециркуляційні технології. Кінетика і механізм реакцій.

Окислювальний аммоноліз пропилену.

C 3 H 6 + NH 3 + 1,5 O 2 = C 3 H 3 N + 3 H 2 O

C 3 H 6 + NH 3 + nO 2 Þ CH 3 CN, HCN, CO, CO 2, H 2 O

C 3 H 3 N + m O 2 Þ CH 3 CN, HCN, CO, CO 2, H 2 O

1 C 3 H 3 N

C 3 H 3 червня

  1. CH 3 CN, HCN, CO, CO 2, H 2 O

Температура - 430 0 С, тиск - близьке до атмосферного.

Склад суміші на вході в реактор

C 3 H 6 - 10%

O 2 - 16,8%

NH 3 - 10%

N 2 - 63,2%

Можливість подавати в реактор суміш, склад якої лежить всередині меж вибуховості - наслідок пламягасящие властивостей псевдозрідженого шару.

Збереження постійної активності каталізатора в реакторі як результат його стирання і віднесення з компенсує підживленням свіжого каталізатора.

Каталізатори - Bi - Mo - O, U - Sb - O, Fe - Sb - O, Sn - Sb - O

Промислові каталізатори на території СНД (псевдозрідженим шар)

С-41 (Саратов, нітрону) - Bi - Mo - Fe - Ni - Co - Na - P - O / SiO 2 (SOHIO)

A -112 (Новополоцьк, Полімір) - Bi - Mo - O / SiO 2 (ASAHI Chemical)

Приготування каталізатора методом розпилювальної сушки.

1 C 3 H 3 N

C 3 H 3 червня

  1. CH 3 CN, HCN, CO, CO 2, H 2 O

Псевдозрідженим шар по двофазної моделі характеризується коефіцієнтом масообміну між фазами b і безрозмірним параметром j = (k 1 + k 2) / b.

Якщо активність каталізатора нижче стандартної в 2 рази, наприклад, замість k = k 1 + k 2 = 1сек -1 одержимо зразок з k = 0,5 сек -1, то для t = 1сек, b = 0,2 сек -1 (т. е. при j = 5) конверсія зменшується з 0,965 до 0,943.

Якщо доокісляющая здатність вище стандартної в два рази, наприклад, b замість 0,01 одно 0,02, то вихід зменшується з 0,79 до 0,65.

Механізм реакції за даними мічених атомів і кінетичного ізотопного ефекту.

Дейтерірованіе пропілену показало, що лімітує швидкість реакції відрив метильного водню. Ці ж експерименти, а також експерименти з ізотопами вуглецю, показали, що утворюється на поверхні з'єднання - симетричне. Розподіл дейтерію в продуктах показує, що утворюється p -, а не d-комплекс.

Результати дослідів з ізотопами кисню над вісмут-молібденових каталізаторах.

Окислювальне хлорування етилену.

З 2 H 4 + 2 HCl + 0,5 O 2 = C 2 H 4 Cl 2 + H 2 O

2 C 2 H 4 Cl 2 = C 2 H 3 Cl + HCl

З 2 H 4 + Cl 2 = C 2 H 4 Cl 2

2 З 2 H 4 + Cl 2 + 0,5 O 2 = 2 C 2 H 3 Cl + H 2 O

Каталізатор - CuCl 2 / Al 2 O 3

Температура 220-270 0 С.

Тиск 3,5-4,5 атм.

Склад суміші на вході в реактор

HCl - 30%

З 2 H 4 - 15,5%

O 2 - 11%.

Решта - азот («повітряний» процес) або азот + діоксид вуглецю («кисневий» процес).

Переваги (зменшення викидів дихлоретану і втрат етилену) і недоліки (витрати на розділення повітря та на циркуляцію суміші) «кисневого» процесу.

Механізм процесу за даними стаціонарних і нестаціонарних кінетичних вимірювань.

Окислення етилену в окис етилену. Основні напрями розвитку «кисневого» процесу. Механізм впливу сполук хлору на селективність і активність.

C 2 H 4 + 0,5 O 2 = C 2 H 4 O + 27 ккал / моль

C 2 H 4 + 3O 2 = 2CO 2 + 2H 2 O + 330 ккал / моль

Температура 220-270 0 С

Тиск 20 і більше атмосфер.

Каталізатор - 11-13% Ag з добавками / Al 2 O 3 (корунд)

Роль добавок та особливості приготування каталізаторів.

Склад суміші на вході в реактор

«Повітряний» процес

O 2 - 7%

C 2 H 4 - 4% (конверсія етилену - 0,3)

CO 2 - 7%

решта - азот;

«Кисневий» процес

O 2 - 7% (конверсія кілорода - 0,3)

C 2 H 4 - вище 15%

CO 2 - 7%

решта - азот і (або) метан.

Вплив хлорвмісних сполук на процес.

Роль теплос'ема, "runaway", "decomp".



Окислення бутану в малеїновий ангідрид. Окислення метанолу в формальдегід на срібних каталізаторах.

Особливості процесів в реакторах з висхідним потоком і в умовах, коли реакція визначається зовнішнім тепло-і массопереносом.

Окислення бутану в малеїновий ангідрид.

C 4 H 10 + 3,5 O 2 = C 4 H 2 O 3 + 4H 2 O

C 4 H 10 + 5O 2 = 3CO + CO 2 + 5H 2 O

C 4 H 10 + 3,5 O 2 = 2 CO + 2 CO 2 + H 2 O

Каталізатор - (VO) 2 P 2 O 7 з добавками K, Cr або інших металів.

Особливості приготування каталізатора. Втрати фосфору і компенсація цих втрат.

Температура - 380-470 0 С.

Тиск - до 4 атм.

Склад суміші на вході в реактор

  • нерухомий шар

C 4 H 10 - 1,6%

повітря - інше;

  • псевдозрідженим шар

C 4 H 10 - 4,5%

O 2 - 16%

азот - інше.

Висхідний потік. Особливості процесу.

Механізм реакції за даними мічених атомів і ізотопних ефектів.

Окислення метанолу в формальдегід на срібних каталізаторах.

CH 3 OH = CH 2 O + H 2

CH 3 OH + 0,5 O 2 = CH 2 O + H 2 O

CH 3 OH + nO 2 = CO, CO 2, H 2 O

CH 2 O + mO 2 = CO, CO 2, H 2 O

Каталізатор - Ag / пемза, муліто.

Температурний профілі в адіабатичному реакторі для процесу, що протікає в області зовнішньої дифузії.

Особливості процесів, що протікають у внешнедіффузіонной області.

Реакції з участю СО, включаючи синтезу з CO і водню, і синтез метанолу.

Отримання газів з вуглеводневої сировини на прикладі метану.

Очищення метану від сірчистих сполук - деструктивне гідрування на кобальт-молібденових каталізаторах до сірководню (температура 350-400 0 С, тиск 10-40 атм) в адіабатичному реакторі, наприклад,

З 4 Н 4 S + 4 H 2 = C 4 H 10 + H 2 S

і поглинання сірководню з допомогою ZnO

ZnO + H 2 S = ZnS + H 2 O

Парова (порокіслородная, углекислотная) конверсія метану -

CH 4 + H 2 O = CO + 3H 2 - 50 ккал / моль

CO + H 2 O = CO 2 + H 2 + 10 ккал / моль

CH 4 + CO 2 = 2CO + 2H 2 - 60 ккал / моль

2CH 4 + O 2 = 2CO + 4H 2 + 7 ккал / моль

Умови реакції - температура 800-850 0 С, тиск 10-40 атм, каталізатор - нікель на окису алюмінію, або магній-алюмінієвої шпінелі (магнієва сіль алюмінієвої кислоти). Чому високий тиск? Чому надлишок пара? Мембранний реактор.

Синтез метанолу.

CO 2 + 3H 2 = CH 3 OH + + H 2 O 10 ккал / моль

CO + H 2 O = CO 2 + H 2 + 10 ккал / моль

Умови реакції - температура 210-280 0 С, тиск 40-90 атм, каталізатор - мідь-цинк-алюмінієвий.

Факторіал (H 2 - CO 2) / (CO 2 + CO) = 2,0 - 2,2 (для синтезу метанолу), для синтезу вищих спиртів і в оксосінтезе H 2 / CO = 0,7 - 1,0, для синтезу вуглеводнів (процес Фішера-Тропша) H 2 / CO = 2,0 - 2,2.

Каталітичні процеси в нефтепеработке.

Глибина переробки нафти.

Гази нефтепеработкі: природний газ, попутний газ (розчинений в нафті), гази процесів (наприклад, каталітичного крекінгу).

Продукти нефтепеработкі: моторні палива, реактивні палива, кокс, масла, асфальт, СК.

Октанові і цетанові числа.

Октанові числа:

н-гептан 0

2 - метілгексан 41

2,2-діметілпентан 89

2,2,3-тріметілбутан 113

метілціклогексан 104

толуол 124

Процеси нефтепеработкі:

первинна перегонка,

гідроочищення (знесірчення, деазотірованіе, деметаллірованіе), каталітичний крекінг,

гідрокрекінг,

платформингом,

алкілування,

олігомеризації

ізомеризація.

Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Хімія | Реферат
29.9кб. | скачати


Схожі роботи:
Фізико-технологічні основи процесів пайки
Кінетичне і термодинамічне дослідження фізико-хімічних процесів
Кінетичне і термодинамічна дослідження фізико хімічних процесів
Фізико-хімічне обгрунтування основних процесів виробництва метанолу
Хімія і Стоматологія Хімія у моїй майбутній професії
Правове регулювання в конкретних ситуаціях
Професійне угоду на прикладі конкретних професій
Оцінка вартості підприємства для конкретних цілей
Посадові інструкції та їх роль в регламентації праці конкретних виконавців
© Усі права захищені
написати до нас