Cтраница 1
Катализаторы прямой гидратации не должны разрушаться под действием влаги, поэтому такой катализатор, как фосфорная кислота на кизельгуре, неприменим - он не имеет скелета и легко разрушается. В качестве носителя для фосфорной кислоты применяют силикагель, алюмосиликат, цеолиты, инфузорную землю, монтморрилонит. Чаще всего используют шариковый широкопористый силикагель, обработанный водяным паром с целью снижения удельной поверхности и подавления побочных реакций уплотнения. [1]
Катализатор прямой гидратации должен быть устойчив к действию влаги. Поэтому такой катализатор, как фосфорная кислота на кизельгуре, не применим. В качестве носителя для фосфорной кислоты применяется силикагель или алюмосиликат. Для этого обычный алюмосиликат ( 78 6 % БЮг и 16 7 % АЬОз) обрабатывается 20 % - ной серной кислотой, в результате чего содержание АЬОз снижается до 8 2 %, а содержание БЮг повышается до 89 %; излишнее количество окиси алюминия приводит к малоактивным фосфатам. Удельная поверхность носителя около 200 м2 / г. Этот носитель пропитывается 65 % - ной фосфорной кислотой и сушится при 100 С. Готовый катализатор содержит 35 - 40 % Н3Р04 85 % - ной концентрации. [2]
Катализатором прямой гидратации этилена служит фосфорная кислота на носителе с развитой поверхностью, например на алюмосиликатном катализаторе крекинга. На этом катализаторе реакция протекает с достаточной скоростью при 300 С. Исходные вещества и образующийся этиловый спирт находятся при этой температуре в газообразном состоянии - это гетерогенно-каталитическая реакция. Фосфорная кислота постепенно улетучивается, и активность катализатора падает. Ведутся поиски катализаторов, не обладающих этим недостатком. К ним относится оксид вольфрама WOa, нелетучий в условиях синтеза этилового спирта. [3]
Катализатором прямой гидратации олефинов может служить серная кислота в виде 10 % - ного водного раствора при высоком давлении и температуре. В этих условиях абсорбция олефина и гидролиз алкилсерной кислоты происходят одновременно и процесс идет в одну стадию. Для жидкофазного процесса испытывались также водные растворы соляной и фосфорной кислот, но ввиду сильной коррозии аппаратуры они не приобрели практического значения. [4]
Катализатором прямой гидратации олефинов может служить серная кислота в виде 10 % - ного водного раствора при высоком давлении и температуре. В этих условиях абсорбция олефина и гидролиз алкилсерной кислоты происходит одновременно и процесс идет в одну стадию. Для жидкофазного процесса испытывались также водные растворы соляной и фосфорной кислот, но ввиду сильной коррозии аппаратуры они не приобрели практического значения. [5]
К катализаторам прямой гидратации олефинов относятся неорганические вещества: 1) соли кислот, например фосфаты; 2) кислоты, например фосфорная или серная; 3) окис-ные катализаторы, например окислы вольфрама, ванадия, алюминия; 4) активированные алюмосиликаты, а также органические вещества: пиридин, хинолин, сульфокислоты. [6]
В качестве катализаторов прямой гидратации изоолефинов в последнее время применяются катиониты, например Ю / - 2, являющийся сульфированным сополимером стирола с дивинилбензолом. При 50 С таким путем из изобутилена получают грег-бутиловый спирт, из изоамилена - rper - амиловый спирт. [7]
В качестве катализаторов прямой гидратации третичных олефинов в последнее время применяются катиониты, например КУ-2, являющийся сульфированным сополимером стирола с дивинилбензолом. [8]
Как мы уже отмечали, катализаторами прямой гидратации могут служить и разбавленные ( 10 - 30 %) растворы серной или фосфорной кислот в условиях высоких температур и давлений, т.е. в условиях, в которых эти кислоты являются весьма агрессивными средами. Но в настоящее время благодаря большим достижениям в борьбе с коррозией этот способ гидратации, несомненно, заслуживает внимания и специальных исследований. [9]
Существенный интерес представляет возможность использования, в качестве катализатора прямой гидратации этилена ( а также и пропилена), серной кислоты, содержащей в качестве активирующей добавки сернокислое серебро, и некоторых других катализаторов. Такие катализаторы интересны тем, что они активны при низкой температуре ( 100е и несколько выше) и соответственно низких давлениях. По данным советских исследователей Е. К. Ремиз [83] и других, прямая гидратация, например, пропилена успешно протекает с применением в качестве катализатора 55 % серной кислоты, содержащей примерно 3 % сернокислого серебра. С таким катализатором даже при атмосферном давлении и температуре около 120 достигается 7 - 8 % - ное превращение пропилена в изопропиловый спирт. По своему технологическому оформлению прямая гидратация с применением жидких катализаторов не отличается от схемы производства этилового спирта прямой гидратацией этилена. Вследствие этого реализация такого варианта процесса прямой гидратации этилена и пропилена неразрывно связана с разработкой конструкции специального реакционного оборудования, защищенного кислотостойкой эмалью или другим подходящим покрытием. [10]
Должны быть форсированы и расширены исследовательские и опытные работы по усовершенствованию разработанных нейтральных катализаторов прямой гидратации этилена, изучению их химической природы и механизма действия. Нужно в лабораторных условиях исследовать новые нейтральные катализаторы прямой гидратации этилена, обратив серьезное внимание на катализаторы, позволяющие осуществить процесс гидратации этилена в жидкой фазе. [11]
Интересны работы японских исследователей [ бЗ по вопросам подбора носителей и усовершенствования катализатора прямой гидратации этилена. В ней отсутствуют четко выраженные корреляции активности с величинами удельной поверхности и удельного объема пор. [12]
Сравнение показателей процесса, полученных на уфимском кизельгуровом катализаторе и на каталитической системе из смеси кизельгурового и катализатора прямой гидратации этилена показывает, что при одинаковой активности выход целевой фракции 70 - 180 С поднялся с 65 до 80 % за счет более селективного протекания реакции, о чем ет также и более высокое йодное число. [13]
В результате применения вышеуказанной каталитической системы удалось чрезвычайно облегчить выгрузку отработанного катализатора из реакторов, что является одной из основных целей этой работы. Катализатор прямой гидратации сохранил свою форму, а кизельгуровый - преимущественно превратился в пыль. Каждый из этих катализаторов имеет свои преимущества и недостатки. Зта опасность не грозит кизельгуровому катализатору ввиду специфики технологии его приготовления. Составление каталитической системы из этих двух катализаторов создает усредненный вариант, значительно смягчающий недостатки каждого из них. [14]
Наряду с усовершенствованием процесса с применением фосфорнокислотного катализатора в Советском Союзе и за рубежом большое внимание уделяется поискам нейтральных катализаторов. Одним из перспективных нейтральных катализаторов прямой гидратации этилена является окись вольфрама. [15]