Скелетний нікелевий каталізатор (1 0 г) попередньо обезво-дорожували чотирма послідовними порціями ізопрену (по 0 7 г) у розчині діоксану в атмосфері азоту. Після кожної обробки дієн та продукти гідрування ретельно відмивали розчинником, повноту видалення контролювали хроматографічно. Полярографічним методом (після чотиригодинної експозиції) у реакційній суміші визначено 32 % хінону, що відповідає 36 мл водню, перенесеного від гідрохінону на каталізатор. Через 5 хв ступінь гідрування дієна склала 8%, що відповідає 7 мл водню, вилученого дієном каталізатора.
Швидкість гідрування 02495 г в'янілфенілового ефіру в спирті. Скелетний нікелевий каталізатор, що отримується вилуговуванням нікельалюмінієвого сплаву, відрізняється від нікелевого каталізатора, що готується відновленням гідрату закису, що обложено, поруч важливих властивостей.
Скелетні нікелеві каталізатори містять водень, більшість якого, очевидно, пов'язана вандерваальсовими силами. Значна частина водню може бути видалена нагріванням, проте навіть при тривалому нагріванні при каталізатор 95 утримує деяку кількість водню.
Модифікування скелетного нікелевого каталізатора різними добавками впливає на кількість і енергетичний стан водню. Введення Сі в Ni - А1 сплав призводить до різкого зниження кількості десорбованого водню, визначеного методом термодесорбції.
Модифікація скелетного нікелевого каталізатора різними добавками впливає на кількість та енергетичний стан водню. Введення Сі в Ni - А1 сплав призводить до різкого зниження кількості десорбованого водню, визначеного методом термодесорбції.
Використання скелетного нікелевого каталізатора та водню призводить до отримання найгірших виходів. Однак хромани з різними замісниками у положенні 2 можуть бути отримані при застосуванні цієї реакції суміші відповідних магнійорганічних сполук.
На скелетному нікелевому каталізаторі і нікелевих каталізаторах, легованих Ti і Мо, в умовах, коли процес лімітується активацією водню, електроноакцепторні замісники, збільшуючи адсорбцію нітросполуки, ще більше знижують концентрацію водню на поверхні, що в кінцевому підсумку призводить до зниження швидкості або повного. Електронодонорні заступники в тих же умовах, зменшуючи адсорбційну здатність нітросполуки, створюють більш сприятливе співвідношення компонентів, що реагують, на поверхні каталізатора і прискорюють процес.
Так, скелетний нікелевий каталізатор гідрування виготовляють сплавленням нікелю з алюмінієм з подальшим вилуговуванням останнього.
У присутності скелетного нікелевого каталізатора вони можуть бути перетворені на відповідні аміни.
Спосіб приготування скелетного нікелевого каталізатора був описаний у патенті, виданому Ренею в 1927 р. Каталізатор готують зі сплаву Ренея, який є у продажу та складається з приблизно рівних кількостей нікелю та алюмінію.
Нікелеві каталізатори – скелетний нікелевий каталізатор, нікель відновлений, змішані нікелеві каталізатори, нікель на носії – є активними каталізаторами низькотемпературного відновлення та гідрування воднем у рідкій фазі. Перешкодою широкому промисловому застосуванню цих каталізаторів у безперервних процесах відновлення є їх швидка дезактивація внаслідок зневоднення. У виробничих умовах властивості каталізатора та режим процесу мають бути такими, щоб норми витрати каталізатора були найменшими.
Хіміко-фармацевтична промисловість застосовує скелетні нікелеві каталізатори, але ширшому їх застосуванню перешкоджає їх пірофорність. Остання залежить від умов одержання каталізатора.
Як каталізатори гідрування скелетні нікелеві каталізатори з успіхом застосовуються для найрізноманітніших цілей; крім того, вони добре зарекомендували себе як каталізатори дегідрування, окислення, дегалоїдування, знесилення і ряду інших перетворень.
Швидкість гідрування O - ift г впнілфенілового. фіра в спирті при 20 С з 1 г скелетного, нікелевого каталізатора, оое. чводорожен-ного у струмені азоту при.| Активність 1 г каталшптора, приготовленого відновленням закису в реакціях гідрування при 20 спирті.
При обробці воднем скелетний нікелевий каталізатор поводиться аналогічно: після нагрівання протягом 2 - 4 год.
Можливість регулювання властивостей скелетного нікелевого каталізатора введенням модифікуючих добавок, мабуть, значною мірою обумовлена зміною адсорбційного фактора, що включає співвідношення вільних енергій, концентрацій та просторову орієнтацію молекул компонентів суміші, а також взаємодію реагуючих речовин та водню з поверхнею каталізатора.
На відміну від скелетних нікелевих каталізаторів, що мають розширені решітки за рахунок поглинання водню, для скелетної міді характерні практично постійні розміри параметрів ґрат як для звичайного мідного відпаленого порошку скелетного мідного каталізатора, так і для міді, отожженной в атмосфері водню.
Запропоновано метод приготування скелетних нікелевих каталізаторів для безперервного використання шляхом напилення алюмінію на нікелеві гци-стини, подальшого спікання і вилуговування алюмінію з сплаву, що утворився на поверхні.
Працюючи зі скелетним нікелевим каталізаторам слід пам'ятати, що з повному випаровуванні розчинників каталізатор самозаймається повітря. Тому каталізатор, що відпрацював або втратив активність, слід викинути в раковину і змити струменем води.
Бензальдегід відновлюється на скелетному нікелевому каталізаторі до бензилового спирту, а пітробензальдегіди та їх ацеталі - до аміпотолуолів пб. Трифенілкарбінол у паровій фазі гідрується до трифенілметанашу.
Відновлення нітробензолу на скелетному каталізаторі нікелевому лімітується активацією водню. Підвищення температури досвіду, а також введення реакційну суміш лугу збільшує недолік водню на каталітичній поверхні.
За одним із рецептів скелетний нікелевий каталізатор готується в такий спосіб. У скляну склянку ємністю 500 мл вносять 200 мл 30 % - ного розчину їдкого натру і додають малими порціями 30 г сплаву А1 і Ni (з 33 % Ni), подрібненого і просіяного через сито, причому нову порцію додають лише після того, як спала рясна піна. Суміш корисно охолоджувати, особливо на початку обробки. Рекомендується проводити обробку, що триває близько 30 хв. Коли їдкий натр перестає реагувати на холод, додають близько 100 мл дестильованої води для полегшення декантації. Після декантації додають ще 50 мл того ж розчину їдкого натру і нагрівають на киплячій водяній бані протягом декількох хвилин, щоб закінчити розкладання сплаву.
Потім було відкрито модифікований скелетний нікелевий каталізатор (MRNi) і широко вивчений зв'язок між будовою модифікуючого реагенту та диференціюючою здатністю MRNi.
У приблизно аналогічних умовах дейтерований скелетний каталізатор нікелевий був отриманий і іншими авторами.
При гідруванні в присутності скелетного нікелевого каталізатора він поглинає 1 моль водню, перетворюючись на М - метилдигідроізоіндол.
При гідруванні дипіридилів на скелетному нікелевому каталізаторі в абсолютному метиловому або етиловому спирті відбувається не тільки відновлення піридильних залишків, але і їх N-алкілування.
При гідруванні адиподінітрилу на скелетному нікелевому каталізаторі завжди утворюється значна кількість побічних продуктів - вторинних амінів. Порівняльна характеристика гідрування адиподінітрилу на різних каталізаторах при 120 - 160 С, початковому тиску НО кгс/см2 та ваговому відношенні адиподінітрил: аміак 1: 1 наведена в таблиці.
Хімічна нерівноцінність водню в скелетному нікелевому каталізаторі встановлено також Д. В. Сокольським із співробітниками при комбінуванні потенціометричного методу з хімічним.
При приготуванні контрольного розчину використовують скелетний каталізатор нікелевий.
Проведені дослідження показали, що скелетний каталізатор нікелевий має низьку стабільність. При повторному його використанні (рис. крива 2) тривалість процесу різко зростає, кількість поглиненого водню дещо знижується, погіршується якість ТАБА.
Проведені дослідження показали, що скелетний каталізатор нікелевий має низьку стабільність. При повторному його використанні (рис. крива 2) тривалість процесу різко зростає, кількість поглиненого водню дещо знижується, погіршує якість ТАБА.
Згідно з даними хроматографічного аналізу модифіковані скелетні нікелеві каталізатори відрізняються за вибірковістю гідрування компонентів суміші фенілацетилен - ізопрен у кількісному, але не в якісному відношенні, оскільки на всіх випробуваних каталізаторах, в першу чергу, набагато інтенсивніше ізопрену насичується алкін. За результатами дослідження кінетики та напрямки процесів гідрування суміші фенілацетилен - ізопрен можна припустити, що найважливішою причиною вибіркового насичення алкіну в суміші з алкадієном є відмінність в адсорбційній здатності компонентів.
Було показано, що скелетний нікелевий каталізатор найбільшої активності утворюється з найвищого алюмінію системи нікель-алюміній. До останнього визначається і активність каталізаторів, приготованих з багатофазних сплавів.
Активними каталізаторами розкладання гідразину є скелетний нікелевий каталізатор типу нікелю Ренея, кобальтова та нікелева черні. Розкладання гідразину може проходити як за хімічним, так і електрохімічним механізмом.
Ці реакції проводять у присутності скелетного нікелевого каталізатора, платини, окису платини або паладованого вугілля.
Технологічна схема гідрування динітрилу адипінової кислоти до гексаметилендіаміну. Каталізатором служить кобальтовий каталізатор типу скелетного нікелевого каталізатора, отриманий зі сплаву кобальт - алюміній (50: 50) і додається як суспензії в нітрил в кількості 1% до ваги гидрируемого нітрилу.
Літературні дані щодо зменшення активності скелетних нікелевих каталізаторів при старінні суперечливі. Обрі зазначає, що при зберіганні каталізатора під водою він окислюється і на поверхні утворюється гідроксид. Мозинго застерігає від користування препаратами у тому випадку, якщо з моменту їх приготування минуло понад 6 місяців, оскільки активність каталізатора зменшується при старінні. Поль вважає, що каталізатор легко можна зберегти в незміненому вигляді.
Відомі два основні методи активації скелетних нікелевих каталізаторів – добавкою лугів або благородних металів. В Останнім часомці два методи використовуються у поєднанні один з одним.
Таким чином, моталводневий характер скелетного нікелевого каталізатора доведений не тільки його дезактивування при обводнювальному, але і відновленням активності при відновленні металоводневого складу.
У промисловості використовують два типи скелетних нікелевих каталізаторів - каталізатор Бага та нікель Ренея (пат.
У промисловості використовують два типи скелетних нікелевих каталізаторів - каталізатор Бага та нікель Ре не я (пат.
Хімічну нерівноцінність водню, сорбованого скелетним нікелевим каталізатором, спостерігали Фрейдлін та Сокольський із співробітниками при гідруванні у рідкій фазі ненасичених сполук різних класів. На підставі цих спостережень автори зробили висновок, що на скелетному каталізаторі нікелевому є дві форми активного водню: поверхнево-адсорбований і розчинений. Поверхнево-адсорбований водень пов'язаний з нікелем слабше, ніж розчинений, знімається з каталізатора ненасиченими сполуками в першу чергу і зменшення його легко компенсується за рахунок водню газової фази. Розчинений водень входить до складу активних центрів каталізатора і його видалення з каталізатора призводить до дезактивації останнього.
При гідруванні фталевого ангідриду над скелетним нікелевим каталізатором у спиртовому розчині утворюється головним чином фталід; вихід о-толуїлової кислоти в цьому випадку невеликий, проте значною мірою відбувається гідрування бензольного кільця. Гідрування до гексагідрофталіду залежить головним чином природи каталізатора; вплив температури в межах 140 – 160 незначний.
При каталітичному гідруванні моноцианпіридинів на скелетному нікелевому каталізаторі 3-ціанпіридин займає особливе положення у ряді ізомерів. Саме тому на особливостях гідрування 3-ціанпіридину ми зупинимося насамперед.
Гідрування феніл-ацетилену та ізопрену на скелетних нікелевих каталізаторах в емульсії гексан – вода // Основний органічний синтезта нафтохімія.
Процес рідкофазної гідрогенізації здійснюється на скелетному нікелевому каталізаторі, приготованому зі сплаву: 470% Ni; 52% А1 і 1% Fe шляхом вилуговування алюмінію в лужному середовищі. Гідрування ведеться у присутності двох відсотків водного 10% - го розчину їдкого натру, змішаного з піридином, що йде на гідрування.
Каталізатор Ренея
Нікель Ренея
Нікель Ренея, інакше «скелетний нікель» - твердий мікрокристалічний пористий нікелевий каталізатор, що використовується в багатьох хіміко-технологічних процесах; спосіб його приготування запропонував американський інженер Мюррей Реней. Є сірим високодисперсним порошком (розмір часток зазвичай 400 - 800 нм), що містить, крім нікелю, деяку кількість алюмінію (до 15 мас.%) і насичений воднем (до 33 ат.%). Частинки порошку мають велику кількість пір, внаслідок чого питома поверхня становить близько 100 м2/г. Нікель Ренея пирофорен, тобто. самозаймається повітря при кімнатної температурі, тому його зберігають під шаром води, спирту чи бензину.
Нікель Ренея широко застосовується як каталізатор різноманітних процесів гідрування або відновлення воднем органічних сполук (наприклад, гідрування аренів, алкенів, рослинних олій тощо). Прискорює також деякі процеси окислення киснем повітря. Структурна та теплова стабільність нікелю Ренея дозволяє використовувати його у широкому діапазоні умов проведення реакції; в лабораторної практикиможливе його багаторазове використання. Нікель Ренея каталітично значно менш активний, ніж метали платинової групи, але значно дешевші за останні.
Джерела
- Некрасов Б.В. Основи загальної хімії. - М: Хімія, 1973. Т. II. С. 340.
- Ремі Р. Курс неорганічної хімії. - М: Мир, 1974. Т. II. С. 703.
Wikimedia Foundation. 2010 .
Дивитись що таке "Каталізатор Ренея" в інших словниках:
Каталізатор- (Catalyst) Визначення каталізатора, механізм дії каталізатора Визначення каталізатора, механізм дії каталізатора, застосування каталізатора Зміст 1. у хімії Види каталізаторів Механізм дії каталізаторів Вимоги,… … Енциклопедія інвестора
Нікель Ренея, інакше "скелетний нікель" твердий мікрокристалічний пористий нікелевий каталізатор, що використовується в багатьох хіміко-технологічних процесах; спосіб його приготування … Вікіпедія
Нікель Ренея Нікель Ренея, інакше «скелетний нікель» твердий мікрокристалічний пористий нікелевий каталізатор, що використовується в багатьох хіміко-технологічних процесах; спосіб його приготування запропонував у 1926 році американський інженер Мюррей Реней.
Прискорення хімічних реакційпід впливом малих кількостей речовин (каталізаторів), які у ході реакції не змінюються. Каталітичні процеси грають величезну роль нашому житті. Біологічні каталізатори, звані ферментами, ... Енциклопедія Кольєра
Відмінна риса спиртів гідроксильна група при насиченому атомі вуглецю на малюнку виділена червоним (кисень) та сірим кольором (водень). Спирти (від лат. … Вікіпедія
Каталізатори, що містять нікель, знаходять широке застосування, зокрема в таких реакціях як гідрування, алкілування, гідроалкілування, в процесах крекінгу та ін. Ці каталізатори мають високу активність, яка в процесі роботи падає. Через якийсь час активність каталізатора знижується настільки, що його подальше використання в промисловому процесі стає недоцільним.
У літературі описано велику кількість нікелевих каталізаторів та їх модифікацій. Ці каталізатори застосовуються у реакціях гідрування, зокрема, при гідруванні ненасичених органічних сполук. Каталізатори, що застосовуються в процесах гідроалкілування, крім нікелю зазвичай містять інші метали, наприклад, вольфрам. У нікелевих каталізаторах, які застосовуються при крекінгу, часто містяться молібден та інші елементи.
Нікель є дорогим металом, а відходи, що містять його, становлять небезпеку для довкілля. З огляду на це велика увага приділяється розробці методів регенерації відпрацьованих каталізаторів та (або) виділення нікелю з відпрацьованих каталізаторів та інших відходів нікелю.
Cm. також "Кобальт з відпрацьованих каталізаторів", зокрема патент США №145397.
Cm. також «Тріарилборани із відпрацьованих каталізаторів (I].
Процес, розроблений Ю. Хіраяма (патент США 4 029495, 14 червня 1977 р.), передбачає нагрівання каталізатора на носії, забрудненого органічними сполуками, або суміші такого каталізатора з флюсом в печі, що обертається або коливається, або в градієнтній печі. В результаті нагрівання та перемішування сировина спікається або переходить у напіврозплавлений стан. Після цього суміш отверджують, охолоджують і розпорошують. Тяжкі метали виділяють шляхом гравітаційного збагачення або магнітного поділу. В іншому варіанті суміш, що спеклася або напіврозплавлену, можна піддати плавленню при високій температурі з подальшим поділом компонентів на основі відмінності в їх щільності.
Схема процесу представлена на рис. 124. Нижче наведено конкретний приклад здійснення процесу. 100 частин відпрацьованого каталізатора, що містить 50% масел та (або) жирів, 35% кизельгуру та 15% нікелю, змішують з 5 частинами лугу (пластинки). З суміші формують гранули діаметром 30 та висотою 50 мм. Гранули поміщають у попередньо нагріту піч, що обертається, і плавлять у відновлювальній атмосфері при 1000-1300 0C. Суміш вивантажують із печі, охолоджують і подрібнюють. Шлак перетворюють на дрібний порошок і виділяють порошкоподібний нікель за допомогою магнітного сепаратора; ступінь виділення нікелю 95%. Отриманий нікель має наступний склад, %: 0,3; P 0,024; S 0,502; SiO2 (вільна) 8; Al2O3 0,5%; Ni 97.
Процес, розроблений В. Д. Атчісоном, А. Енглішем і Д. Хальтером (патент США 4 120698, 17 жовтня 1978; фірма «Зе Ханна Майнінг Компанії), включає окислення суміші відпрацьованого каталізатора і нікелевої руди при підвищених температурах; плавлення окисленої суміші; відновлення отриманого розплаву та виділення нікелю.
Цей економічний метод призначений для збільшення вмісту нікелю та (або) отримання феронікелю з нікельвмісних руд з використанням відходів, що містять нікель, таких як відпрацьовані нікелеві каталізатори. Процес дозволяє виділяти нікель з відпрацьованих каталізаторів, використовуючи ентальпію органічних домішок, присутніх у сировині.
Схема процесу представлена на рис. 125. Нікелеву руду та відпрацьований каталізатор подають у змішувач А по лініях / та 5 відповідно. Руда зазвичай по-
I – флюс; 2 – каталізатор; 3 – змішувач; 4 – м'ялка; 5 - шнековий живильник; 6 – піч; 7 - обробка газів, що відходять; 8 – подрібнення; 9 - пилозбірник; 10 - кульовий млин; 11 – магнітний сепаратор грубого поділу; 12 - шлак; 13 – магнітний сепаратор чіткого поділу; 14 – важкі метали для виробництва сплавів; 15 – важкий метал високої чистоти Мал. 125. Схема процесу вилучення нікелю з каталізаторів з одночасним виробництвом феронікелю
матеріал містить горючі домішки; при цьому відбувається спонтанне збільшення температури в печі. Внаслідок цього може бути зменшено кількість палива, що подається ззовні, що дозволяє знизити витрати на виділення нікелю. Різні кількості відходів, що містять нікель, можна змішувати з нікелевою рудою як в змішувачі, так і в випалювальній печі. Як правило готують суміші, в яких міститься I-10% відходів нікелю.
Окислену суміш по лінії 9 направляють у плавильну піч, де її нагрівають до температури 1600-1700 °С. Для плавлення використовують електричні печі. Розплавлену руду по лінії 10 подають реактор відновлення Д; останній є один або кілька великих ковшів. По лінії 11 реактор подають відновник. Суміш енергійно перемішують для поліпшення контакту між відновником та розплавленою рудою. Як відновники можуть бути використані, наприклад, кремній або феросиліцій. Можна також використовувати вуглець, особливо при застосуванні печей із зануренням. Зазвичай використовують
феросиліцій 45-55% Si. Після закінчення процесу перемішування припиняють. Нікель осідає на дні реактора, а шлак згрібають з поверхні і виводять по лінії 12. Шлак направляють або гранулювання по лінії 14, або на переробку з метою виділення компонентів по лінії 15.
У процесі відновлення відбувається накопичення нікелю у ковші; його виводять звідти поліції 13. Домішки, присутні в нікелі, такі як фосфор, видаляють на наступних стадіях очищення у вигляді шлаків. Якщо в процесі використовуються залізонікелеві руди, наприклад, латерит, то в результаті виходить феронікель. При додаванні нікельсодержащих відходів, таких як відпрацьовані каталізатори, в змішувач А та (або) випалювальну піч В збільшується кількість одержуваного феронікелю та (або) феронікелю з підвищеним вмістом нікелю. Збільшення продуктивності залежить від природи і кількості нікельсодержащих відходів, що додаються. Як правило, у феронікелі міститься 45-55 % Ni. При додаванні нікельсодержащих відходів кількість нікелю н^одержуваному феронікелі може бути збільшено на 4-5%.
При використанні низьковідсоткових руд може бути отриманий феронікель зі звичайним вмістом нікелю.
У промислових процесах, в яких використовуються з'єднання нікелю, часто утворюються відходи з низьким вмістом нікелю, з яких він все ж таки може бути вилучений. Типовим прикладом є каталітичний процес виробництва акрилатів з використанням карбонілу нікелю. У стічних водах цього процесу міститься ~4% Ni. Для підвищення економічності цього нікель необхідно виділяти. Аналогічним чином вилучення нікелю необхідно у разі інших процесів, у яких утворюються відходи з низьким вмістом нікелю.
Виділення нікелю з таких матеріалів пов'язане із низкою проблем. Оскільки нікель присутній у малих кількостях, необхідно досягти якомога повнішого вилучення. Так як у матеріалі містяться інші елементи, наприклад, залізо, мідь і сірка, а також різні органічні сполуки, то нікель необхідно відокремлювати від них. Нікель повинен бути виділений у такому вигляді, в якому його можна відразу використовувати або хоча б у вигляді, що вимагає мінімальної додаткової обробки. Усі реагенти, використовувані у процесі виділення, мають бути регенерованими, якщо де вони витрачаються у процесі повністю. Вартість процесу виділення повинна бути досить низькою, принаймні, порівнянною з вартістю нікелю аналогічної якості, що є у продажу. У процесі виділення повинно утворюватися відходів, що забруднюють атмосферу чи водойми. В ідеалі процес може бути безперервним, з рециклом всіх компонентів.
Всім цим вимогам задовольняє процес, розроблений М. С. Брауном, Р. М. Барчем та Г. М. Бартом (патент США 4 131641, 26 грудня 1978 р.; фірма «Ром енд Хаас Компані»), Рис. 126.
Стічні води, що містять нікель, I подають у фільтраційний апарат 2 де після фільтрування залишок промивають водою 3. Промивання проводять до отримання в залишку постійної максимальної концентрації нікелю. При цьому в промивних водах буде утримуватися постійна мінімальна концентрація розчинних компонентів, таких як з'єднання міді, заліза та ін. Останній частково рециркулюється із системи лініями 21 і 22.
't Отриману суспензію по лінії 6 подають у реактор 9. У реактор послідовно додають розчин окислювача але лінії 7, розчин для абсорбції газів, насичений хлористим воднем, по лінії 18 і безводний хлористий водень по лінії 8. Реакція протікає з виділенням тепла і закінчується у той момент, коли
суміш набуває зеленого забарвлення. Перед зміною фарбування відбувається збільшення швидкості зростання температури. Час реакції можна регулювати шляхом зміни швидкості подачі хлористого водню і швидкості відведення хлористого водню в абсорбер для відхідних газів 17. Вуглекислий газ і надлишок хлористого водню з реактора через скрубер по лінії 11 подається в абсорбер 17, звідки вуглекислий газ викидається.
Після охолодження реакційної суміші встановлюють величину pH = 0,3-г-2,5, додаючи основу лінії 10. Після цього суміш по лінії 12 подають на фільтр 13. Осади, що містять залізо і сірку, видаляють, а фільтрат по лінії 19 подають на фільтр 20 для остаточної фільтрації та встановлення pH.
На цій стадії нз одержуваного концентрованого розчину нікелю хлориду можна видалити мідь, використавши відповідний комплексуючий агент. Кінцевий продукт виводять по лінії 21 частина розчину хлориду іикеля по лінії 22 повертається в резервуар 5 для приготування суспензії. Залишок від фільтрування промивають водою 14, рідку фазу лінії 16 направляють в абсорбер 17, де її використовують для промивання надлишкового хлористого водню, що виходить з реактора 9.
Описаний процес дозволяє надзвичайно ефективно проводити виділення нікелю із відходів промисловості з низьким вмістом нікелю. При безперервному проведенні процесу системи виводяться тільки промивна вода зі стадії первинної промивки і промитий залишок від фільтрування.
У повсякденному житті, коли ми купуємо, наприклад, маргарин, ми навіть не здогадуємося, що його виробництва необхідно провести гидрирование. Відповідно до хімічного визначення, гідрування відбувається тоді, коли до органічним сполукамдодають водень. У цьому вся процесі можуть використовуватися різні хімічні компоненти, але найважливішими є каталізатори. У промисловому виробництві з допомогою виготовляються різні палива для моторів, парафіни, спирти та інші продукти. У металургійній промисловості каталізатор нікелевий та будь-які його види можна використовувати у процесі низькофазного гідрування, а також гідрування, що відбувається у газовій сфері.
Існують різні види цього продукту, але найпопулярнішим є каталізатор нікелевий U-NI-B та U-NI-A, оскільки має безліч переваг. По-перше, ці каталізатори використовуються у промисловому виробництві при виготовленні бензольних кілець, оксимів, карбонільних груп, нітрилів та інших важливих компонентів. Каталізатор нікелевий може працювати і при звичайному і при високому тиску, що не характерно для інших каталізаторів. По-друге, каталізатор нікелевий дуже легко та швидко виготовити. Для інших каталізаторів процес виготовлення є дуже складним та довгим. Реагенти для виготовлення доступні у продажу. Дивним є те, що процес його приготування настільки простий, що його може приготувати будь-яка практична людина без спеціальної освіти. По-третє, не знадобиться багато грошей, оскільки каталізатор нікелевий може бути виготовлений із недорогих реактивів. По-четверте, каталізатор нікелевийзберігає свою активність тривалий час. Але при цьому його треба зберігати у спеціальному розчиннику, в якому немає кисню.
Сам нікель є досить дефіцитним продуктом, оскільки він дуже популярний у металургійній промисловості. Цей метал має безліч переваг, тому що не боїться жодного середовища. Будь-то газ, прісна чи морська вода, різні хімічні розчини. Завдяки цьому нікель практично ніколи не псується, тому що він також не боїться корозії.
Якщо вам потрібний нікелевий каталізатор, звертайтеся до нас і ми вам допоможемо.
Нікель зазвичай використовується у вигляді так званого "нікелю Ренея". Нікель Ренея, інакше "скелетний нікель" - твердий мікрокристалічний пористий нікелевий каталізатор, що використовується в багатьох хіміко-технологічних процесах. Його структурна та теплова стабільність дозволяє використовувати цей каталізатор у широкому діапазоні умов проведення реакції; у лабораторній практиці можливе багаторазове використання. Нікель Ренея каталітично значно менш активний, ніж метали платинової групи, але значно дешевші за останні.
У промисловості для виробництва нікелевих каталізаторів гідрування в основному застосовують осадження компонентів з водних розчинів і суспензій та просочення сформованого та спеціально приготовленого носія водними розчинами активних металів. Активність гідруючих каталізаторів, отриманих методом просочення носія, зазвичай вище за активність каталізаторів, приготовлених методом співсадження.
В цілому, спосіб приготування нікелевих каталізаторів включає стадії просочення, висушування, дегідратації, активації (прожарювання), відновлення та пасивації. Для приготування осаджених та просочувальних нікелевих каталізаторів використовуються такі процеси:
1) Просочення носія (А1 2 Про 3 , SiO 2 , вугілля, цеоліти) розчином солі, наприклад нітрату нікелю. Після цього каталізатор сушать і прожарюють за високої температури (400-500°C) на повітрі.
Змішування осаду активного гідроксиду Ni(OH) 2 з носієм гідрогелем. Змішення триває 20-30 год, після чого проводять екструзію, сушіння та прожарювання.
- 2) Нанесення одного осаду на інший. Наприклад, гідроксид нікелю беруть в облогу аміаком з розчину нітрату нікелю в присутності суспензії гідратованого оксиду алюмінію. Осад фільтрують, ретельно промивають, сушать і прожарюють при 500°C протягом двох годин на повітрі.
- 3) Співосадження. Наприклад, киплячий розчин силікату натрію додають повільно до розчину нітрату нікелю. Осад фільтрують та промивають. Можна також додавати аміачний розчин до змішаного розчину нітратів нікелю і алюмінію при 70°C. Після цього осад фільтрують, промивають, сушать і прожарюють.
- 4) Гідротермальне оброблення змішаних опадів. Змішану пасту Ni(OH) 2 і SiO 2 нагрівають з водяною парою в автоклаві протягом 25 годин при температурі 250°C і тиску 50 атм., осад фільтрують, промивають, сушать і прожарюють.
- 5) Супергомогенне суосадження. Змішують три сольові розчини, наприклад Ni(NO 3) 2 , NaNO 3 і Na 2 Si2O 5 в результаті чого утворюється пересичений розчин. При швидкому перемішуванні виділяється однорідний осад, який відокремлюють, промивають, сушать та прожарюють.
Просочені Ni-каталізатори менш активні, ніж каталізатори, отримані іонним обміном, оскільки дисперсність нікелю в першому випадку менша. Перед проведенням реакції каталізатори відновлюють воднем (іноді реакційною сумішшю) при 400-500°C. Найлегше піддаються відновленню каталізатори, отримані методом просочення, важче - методом співосадження та гідротермальної обробки. І в промисловості найкращим способом отримання каталізаторів гідрування на носіях залишається просочення з водних розчинів. При реалізації цього методу враховуються останні досягнення у сфері формування активної фази каталізаторів. Наприклад, встановлено, що дотримання умов, що сприяють утриманню металу в носії в іонній формі (Ni/Al 2 0 3 , Ni/Si0 2), сприяє отриманню активного та стабільного Ni-каталізатора гідрування. Зокрема, застосовують двостадійне нанесення нікелю: на першій стадії в результаті іонного обміну в носій впроваджуються іони Ni 2+, що важко відновлюються, а на другій відбувається фізична сорбція солі, що легко піддається відновленню. Очевидно, іон Ni 2+ є центром кристалізації та стабілізації кристаллітів Ni. Нагрівання системи Ni/Ti0 2 часто призводить до зменшення активної поверхні нікелю внаслідок обволікання оксидом кристаллітів металу. У цьому вся проявляється ефект сильної взаємодії метал-носій. Цей ефект посилюється у присутності водню, змінюються активність і селективність каталізаторів.
Більш перспективним є спосіб отримання низькопроцентних Ni-каталізаторів гідрування шляхом нанесення змішаних комплексних неорганічних солей з водних розчинів. У всіх випадках як модифікатор або активну фазу використовують гетерополісолі з аніонами, до складу яких входить Ni або З, В = Mo, W, V. При їх розкладанні утворюються З - Mo-, Ni - W - і Ni - Mo -каталізатори на носіях, проте гетерополісолі можуть також служити модифікаторами Ni-каталізаторів, що містять. Для приготування гідруючих каталізаторів цього типу з метою моделювання відомих З -Mo-, З -W- і Ni - W-каталізаторів гідроочищення був здійснений синтез гетерополісолів нікелю. За її розкладанні лежить на поверхні утворювалася активна фаза. Насамперед солі та кислоти такого типу застосовували переважно як каталізатори окислення, гідратації-дегідратації та інших процесів.
Приготовлені методом просочення носія гетерополісолями Ni-Mo-і Ni-W-каталізатори на носії були випробувані в реакціях гідрування. Вони виявилися менш активними, ніж промислові Ni-Mo-і Ni-W-каталізатори. Це зниженим вмістом у яких Ni, яке неможливо збільшити, оскільки у разі гетерополісолі використовуються як нормальна активна фаза.
У 1980-х були розроблені нікелеві каталізатори принципово нового типу на різних носіях (активоване вугілля, А1 2 0 3 , Si0 2), в яких гетерополісолі різного складу грають роль модифікаторів. Їх випробування в широкому колі реакцій (гідрування олефінів, ароматичних сполук, альдегідів, кетонів, нафтенів, СО, гідрогенізація вугілля, гідродеметилювання толуолу, гідрокрекінг бензинових фракцій, дегідрування циклоалканів) показали, що вони мають високу і регульовану активність і селектив. Особливістю цих каталізаторів є низький вміст металу (2 -6% Ni) та солей-модифікаторів на поверхні носія і в той же час розвинена поверхня металевого нікелю та його висока дисперсність. Каталізатори мають підвищену термостабільність, а спосіб їх приготування дуже технологічний. Гідрування на модифікованих гетерополісолі-Ni-каталізаторах, що містять 2-4% Ni, протікає значно легше, ніж на промисловому Ni-Сr-каталізаторі з вмістом нікелю - 50%.
