катализаторы дегидрирования

КАТАЛИЗАТОРЫ ДЕГИДРИРОВАНИЯ

ускоряют отщепление водорода от орг. соединений. К К. д. относятся гл. обр. разл. твердые вещества, которые по составу можно разделить на неск. групп: 1) оксиды щел.-зем., переходных элементов и РЗЭ, напр. Ca, Zn, Ti, Zr, Cr, Mn, Fe, Mo, Th — K. д. спиртов, парафинов, олефинов, циклоалканов, циклоалкенов, гетероциклич. соед.; 2) сульфиды, теллуриды, стибиды, арсениды, селениды Mo, Ca, Zn, Cd, Zr, Ga, Pb, Cr, Ni, Mo, Re и др. — К.д. спиртов и циклоалканов; 3) бориды, нитриды, карбиды, силициды, фосфиды V, Zr, Ti, Cr, Mo, W — К.д. циклоалканов; 4) металлы — Ni, Cu, Rh, Ir, Re, Os, Ru, Pd, Pt — К.д. спиртов, циклоалканов, нафтенов, парафинов, олефинов, гетероциклич. соединений.

Катализаторы перечисл. классов в виде индивидуальных соед. используются в осн. в теоретич. исследованиях для установления связи между их физ.-хим. и каталитич. свойствами. При проведении пром. процессов всегда используют многокомпонентные каталитич. системы. В промышленности для дегидрирования линейных и разветвленных алканов в олефины используют обычно алюмохромовые, алюмомолибденовые и алюмоплатиновые катализаторы. Например, для превращ. бутана в бутен применяют катализаторы на основе оксида Cr, которые получают пропиткой носителя растворами соед. Cr с послед. формованием гранул и прокаливанием. Такой катализатор работает короткими циклами по 0,2–0,5 ч при 570–590 °C; температура регенерации 640–650 °C, продолжительность 0,2–0,5 ч; выход бутенов 31% по массе при селективности катализатора 75%. К. д. олефинов в диолефины — в осн. смешанные алюмохромовые, железохромовые и кальцийникельфосфатные катализаторы. Для дегидрирования бутенов и изопентенов наиб. применение находит последний. Процесс на этом катализаторе проводят короткими циклами по 0,25–0,5 ч при 600–650 °C и разбавлении сырья водяным паром; выход олефинов ок. 45% по массе при селективности катализатора ок. 90%. Получают такой К. д. совместным осаждением фосфатов Ca, Ni и Cr. Для дегидрирования бутена используют также железохромцинковый катализатор, работающий циклически по 4–12 ч при 580–630 °C и разбавлении сырья водяным паром (регенерируют такой К. д. паровоздушной смесью); выход бутадиена ок. 22% по массе при селективности катализатора 76–78%. Такой катализатор м. б. получен смешением оксидов Fe и Zn (1,9 : 1) с раствором CrO₃ с послед. восстановлением Cr⁶⁺ до Cr³⁺ орг. восстановителем и прокаливанием при 500–550 °C. Алюмохромовые и железохромовые катализаторы используют для дегидрирования алкилбензолов. Основной К. д. этилбензола в стирол-оксидный железохромкалиевый. Процесс на нем проводят при температуре ок. 600 °C при разбавлении сырья водяным паром; выход стирола ок. 63% по массе при селективности процесса ок. 90%. Такой катализатор м. б. получен смешением оксидов Fe и Cr с растворами K₂CO₃ и промотора с послед. формованием гранул и их прокаливанием при 600–650 °C. Для дегидрирования циклоалканов и циклоалкенов применяют обычно платиновые и палладиевые катализаторы на активир. угле, Al₂O₃, CaCO₃ и спец. керамич. носителях. В некоторых случаях используют также нанесенные никелевые катализаторы. Дегидрирование алканов с образованием ароматич. соед. (дегидроциклизация парафинов) проводят при 500–550 °C на катализаторе, содержащем оксиды Al, Cr и V, дегидрирование нафтенов в циклоолефины — на оксидном катализаторе при температуре 500–600 °C. К. д. спиртов — в осн. разл. соед. меди, напр. хромат(III) меди, в некоторых случаях — нанесенные никелевые катализаторы, промотированные оловом.

^{Лит.: Крылов О. В., Катализ неметаллами, М., 1967; Томас Ч., Промышленные каталитические процессы и эффективные катализаторы, пер. с англ., М., 1973; Катализаторы дегидрирования низших парафиновых, олефиновых и алкилароматических углеводородов, М., 1978.}

_{А. А. Слинкин}