ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Предисловие из "Окисление углеводородов на гетерогенных катализаторах" По каталитическому окислению углеводородов опубликовано мало монографий. В 1936 г. была издана книга Марека и Гана Каталитическое окисление органических веществ в паровой фазе , а в 1963 г. книга Л. Я- Марголис Гетерогенное каталитическое окисление углеводородов (второе издание этой монографии было выпущено издательством Химия в 1967 г.). [c.5] В последние 10 лет каталитическим окислением углеводородов стали усиленно заниматься лаборатории почти всех стран мира. Созданы разнообразные многокомпонентные каталитические системы, обеопечивающие высокую активность и селе1Ктив ость ряда реакций. Некоторые процессы окисления углеводородов на этих новых катализаторах были осуществлены в промышленности и дали большой экономический эффект. [c.5] Автор также благодарит А. А. Фирсову за помощь в подготовке рукописи к изданию. [c.6] Кислородсодержащие органические соединения являются основным сырьем для синтеза разнообразных полимеров, лаков, лекарственных препаратов и др. Окислительная переработка углеводородов издавна привлекала внимание химиков как одно из главных направлений органического синтеза. В настоящее время число промышленных процессов, основанных на каталитическом окислении углеводородов, непрерывно увеличивается. Этому способствует богатство природного сырья —нефть и продукты ее переработки, уголь и др. Наличие в Советском Союзе больших ресурсов нефтяных и природных газов создает материально-техническую базу для увеличения выпуска кислородсодержащих продуктов и расширения их ассортимента. [c.7] Пропилен является наиболее перспективным сырьем для получения акролеина, который является весьма интересным полупродуктом органического синтеза. Акролеин используют для синтеза метионина (соединения, добавляемого в корм для птиц), глутарового альдегида (применяемого для дубления кож), глициди-Л01В0Г0 спирта, никотиновой кислоты и др. Акролеин подвергают окислению в акриловую кислоту, необходимую для синтеза акрилатов— сырья для производства пластических масс и др., или превращают в аллиловый спирт и глицериновый альдегид, необходимые для производства глицерина. На некоторых катализаторах из пропилена можно получить одновременно акролеин и акриловую кислоту. [c.8] Олефины С4—С5, как правило, подвергают окислительному дегидрированию. Эта реакция может являться первым этапом в образовании кислородсодержащих соединений из олефинов (и в этом плане рассмотрена в гл. П1 о механизме каталитического превращения углеводородов), а также представляет собой самостоятельный технический процесс (особенности его протекания нужно сравнивать с обычным дегидрированием, и эти вопросы выходят за рамки данной книги). [c.8] Олефины С4—С5 могут окисляться в различные кислородсодержащие продукты например, из нормальных олефинов 4—С образуется главным образом малеиновый ангидрид, а изобутилен онисляется в метакрюлеин и метакриловую кислоту и т. д. [c.8] Для алкилароматических углеводородов промышленное значение приобрел процесс окисления дурола в пиромеллитовый ангидрид, который употребляют для производства термостойких полимеров. [c.9] Появились лабораторные разработки новых процессов получения акрилонитрила путем окисления пропилена окисью азота. [c.9] Окислительным аммонолизом нафталин превращают во фтал-имнд, толуол — в бензонитрил. Из ксилолов образуются динитрилы терефталевой кислоты. Некоторые из этих продуктов необходимы для синтеза капролактама. [c.9] Разрабатываются процессы окисления углеводородов с помощью SO2 и СО2 — переносчиков кислорода в результате образуется смесь продуктов, содержащих кислород и серу. [c.9] Большой и мало использованный источник сырья для органического синтеза представляют парафины. В настоящее время процессы их окисления только начинают разрабатываться, например производство малеинового ангидрида из бутана и окислительное дегидрирование бутана в бутадиен-1,3 доведены до технической реализации [4]. [c.9] НИИ лропилена получали 20 г акролеина на 1 л катализатора в час при селективности 50% это значительно усложняло и удорожало производство. На смену таким катализаторам пришли сложные полифункциональные системы, на которых при практически полном превращении исходного углеводорода с высокой селективностью образуются ценные кислородсодержащие соединения (табл. 1 и 2). [c.10] Хроматографический анализ продуктов реакции показал, что почти на всех катализаторах происходят разные превращения углеводородов, и задача катализатора сводится к направлению процесса по заданному пути. Если будет с достаточной полнотой разработана теория окислительных превращений углеводородов и будет ясна природа активной каталитической поверхности, откроется возможность новых процессов получения различных кислородсодержащих полупродуктов. Задача эта, однако, очень трудная. Например, для окисления этилена в окись этилена не удалось подобрать ни одного катализатора кроме серебра, несмотря на то, что во всех странах исследователи пытаются заменить его другими, более дешевыми системами. [c.10] При промышленном осуществлении гетерогенного окисления встречается ряд трудностей, обусловленных сложностью и много-стадийностью процессов. Без изучения элементарных стадий, выявления общих закономерностей, установления определяющих стадий невозможно создать теорию каталитического окисления углеводородов. [c.10] Таким образом, успешное развитие гетерогеннокаталитического окисления углеводородов связано с дальнейшей разработкой теории процесса, с выявлением механизма элементарных актов, установлением природы активной поверхности окислительных контактов. Решение этих проблем позволит наиболее рационально подобрать катализаторы и обеспечить высокую селективность процессов. Совершенствование технологии окислительной переработки углеводородов -связано с развитием гидродинамики, химического машиностроения, с производством новых теплостойких материалов, автоматизацией и др. Совершенствование указанных отраслей даст возможность в недалеком будущем управлять процессами окисления углеводородов и получать новые ценные продукты, необ.ходимые для химической промышленности. [c.11] Вернуться к основной статье