Главное меню
Главная О сайте Добавить материалы на сайт Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Аналитическая химия Ароматерапия Биотехнология Биохимия Высокомолекулярная химия Геохимия Гидрохимия Древесина и продукты ее переработки Другое Журналы История химии Каталитическая химия Квантовая химия Лабораторная техника Лекарственные средства Металлургия Молекулярная химия Неорганическая химия Органическая химия Органические синтезы Парфюмерия Пищевые производства Промышленные производства Резиновое и каучуковое производство Синтез органики Справочники Токсикология Фармацевтика Физическая химия Химия материалов Хроматография Экологическая химия Эксперементальная химия Электрохимия Энергетическая химия
Новые книги
Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 2" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 1" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 12" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 11" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 10" (Журналы)
Книги по химии
booksonchemistry.com -> Добавить материалы на сайт -> Промышленные производства -> Овчинникова В.И. -> "Производство капролактама" -> 8

Производство капролактама - Овчинникова В.И.

Овчинникова В.И., Ручинского В.Р. Производство капролактама — M., «Химия», 1977. — 264 c.
Скачать (прямая ссылка): kaprolaktam.djvu
Предыдущая << 1 .. 2 3 4 5 6 7 < 8 > 9 10 11 12 13 14 .. 108 >> Следующая


При выводе кинетических уравнений реакция гидрирования бензола рассматривается как процесс последовательного присоединения адсорбированных атомов водорода к адсорбированной молекуле бензола с образованием промежуточных поверхностных полугидрированных соединений С6Нб+п, где п меняется от 1 до 5. Принимается, что бензол и водород адсорбируются на разных центрах и что адсорбция водорода невелика. Если принять, что скорости присоединения всех атомов водорода к бензолу близки между собой, скорость процесса определяется группой реакций из шести медленных стадий (реакции 3—8) [11]:

1) H2+ 2K з=* 2H-F

2) C6H6+ 2 ч > C6H6-Z

3) C6H6-Z-J-H-F C6H7-Z-J-F

4)...7) 8) C6Hn-Z+ H-F

C6H12-Z+ F

C6H,+n.Z+F

9) C6H12-Z ч—ї. C6H12+Z

Здесь Y—центры адсорбции водорода; Z — центры адсорбции бензола, значение п изменяется от 1 для стадии 4 до 4 для стадии 7.

Выведенное на основе этой схемы по методу М. И. Темкина [14] полное кинетическое уравнение можно преобразовать в степенное уравнение вида

» - *Рн, Pc6H6 PC6H12

18

где w — скорость реакции, а, Ь и с — порядки реакции по водороду, бензолу и циклогексану соответственно. Это уравнение удовлетворительно описывает экспериментальный кинетический материал.

Кинетика процесса в условиях внутренней диффузии (при которых эта реакция осуществляется на таблетках катализатора) изучена в изотермических условиях в проточно-циркуляционной системе при давлении до 5 МПа [12]. В этих условиях скорость процесса также удовлетворительно описывается степенным уравнением, аналогичным приведенному выше.

Значение кажущейся энергии активации процесса в кинетической области доставляет около 50 кДж/моль, а в диффузионной (на таблетках катализатора) —около 25 кДж/моль.

Катализаторы гидрирования бензола

Еще в начале нашего века Сабатъе и Сандеран нашли, что бензол легко гидрируется в циклогексан в присутствии мелкораздробленного никеля. Позже было показано, что для этой же цели можно с успехом применить скелетный никель, никель на носителях и смешанные никелевые контакты [6]. Хорошие результаты дает применение мелкораздробленной платины. Можно использовать также палладий, молибден, вольфрам, рений и их соединения [6, 15].

Особую группу составляют так называемые сульфидные катализаторы, представляющие собой смешанные сульфиды никеля, молибдена, вольфрама и других металлов. В отличие от металлических и окисных катализаторов, они нечувствительны к примесям сернистых соединений в исходном бензоле, поэтому последний не требует специальной очистки.

Гидрирование бензола на никелевых катализаторах проводят при низких и средних давлениях (до 3 МПа). Так, при температуре 150—2000C достигается почти полное превращение бензола в циклогексан, причем в таких условиях побочные продукты не образуются. Однако ввиду высокой чувствительности никелевых катализаторов к примесям серы (особенно тиофеновой), содержание последней в исходном бензоле не должно превышать десятитысячных долей процента; кроме того, предусматривается специальная форконтактная очистка бензола. Наиболее часто применяются никелевые катализаторы на носителях: кизельгуре, окиси алюминия, окиси хрома и др. [16].

В табл. 2 приведены характеристики некоторых никелевых катализаторов. Как -следует из таблицы, удельная каталитическая активность (в расчете на единицу поверхности металлического никеля) одного порядка [17].

Используемый для гидрирования бензола никель-хромовый катализатор состоит из металлического никеля или никелевой черни (не менее 48%), нанесенного на окись хрома (27%). Катализатор представляет собой черные блестящие таблетки (4X4 мм) с на-

2*

19

Таблица 2. Характеристика никелевых катализаторов



Ni без




Характеристика

носителя
Ni на СГ2О3
Ni на MgQ
Ni на угле

Содержание Ni, %
м2/г
100
50
65
9,1

Поверхность катализатора,





общая

3,8
130
200
660

никеля

3,8
30
42
15

никеля, M2Zi- Ni

3,8
60
65
170

Активность при |100°С 10
-3 моль/,(ч->г)
1,74
35
44
120

Удельная активность, Ю-3
моль/(ч-M2)
0,46
0,58
0,68
0,70

сыпной плотностью 1,1—1,3 г/мл. Никель-хромовый катализатор пирофорен: при контакте, с горючими газами в присутствии воздуха катализатор может вызвать воспламенение; поэтому его выпускают в пассивированном виде, т. е. с частично окисленной поверхностью никеля.

Катализатор пассивируют также перед выгрузкой из реактора. В реактор подают азот, постепенно добавляют воздух с таким расчетом, чтобы.содержание кислорода на выходе из аппарата плавно возрастало с 0,2 до 21% (об.). В воздухе катализатор выдерживают несколько часов и затем выгружают. Температура в слое катализатора<не должна превышать 40°С.

Как показано в работе [18], при гидрировании бензола на никель-хромовом катализаторе в интервале давлений 2—б МПа при 120—•2500C и объемной скорости по бензолу 0,5-—2 ч-1 содержание циклогексана в гидрогенизате равно 99,9%. Степень конверсии бензола в циклогексан меняется в зависимости от высоты слоя катализатора и от продолжительности гидрирования. Так, при гидрировании бензола, содержащего 0,00001% тиофеновой серы, (температура 160—170 °С, давление 3 МПа и мольное отношение водород: бензол, равное 16:1) достигается степень конверсии 95% в слое, составляющем всего 30% от общего объема катализатора (рис. 3).
Предыдущая << 1 .. 2 3 4 5 6 7 < 8 > 9 10 11 12 13 14 .. 108 >> Следующая

Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены.
Реклама