Окись этилена - Зимаков П.В.
Скачать (прямая ссылка):
Для проведения процесса в псевдоожиженном слое катализатора применяется чистый серебряный порошок или смеси его с порошкообразным карборундом, а-окисью алюминия112' 117> 120, силикатами или кусочками огнеупорного кирпича88. Соли серебра или порошкообразное серебро рекомендуется формовать в таблетки или шарики определенного диаметра84' 121~123. Для создания необходимой пористости серебряный порошок формуют вместе с наполнителем, который затем удаляют термической обработкой или вымыванием.
Очень высокой активностью обладает сплавной скелетный катализатор108' 124_132, который готовят путем сплавления серебра с кальцием; большая часть кальция удаляется затем при обработке сплава уксусной кислотой. Сплав содержит от Ідо 15% кальция, причем активность катализатора тем выше, чем полнее удален кальций. Кальций может быть заменен другими щелочноземельными металлами — магнием, барием или стронцием. Однако при этом получаются менее активные катализаторы.
Для окисления этилена можно использовать губчатое серебро133-134, которое образуется при нагревании133 органических солей серебра до температуры на 50—¦20O °С выше температуры их разложения, а также сплав меди и серебра. Кроме того, в качестве катализатора окисления этилена предлагается использовать серебряную сетку, покрытую платиной и облученную в течение 20 мин пучком электронов в 30 мэв, испускаемых линейным ускорителем135.
Несмотря на высокую активность, сплошные серебряные катализаторы малоэкономичны, так как на их приготовление расходуется большое количество серебра.
Трегерный катализатор. Из носителей чаще всего рекомендуется окись алюминия, обычно оплавленная, но иногда смешанная с глиной или окисью кремния, а также карборунд, мулит, огнеупорный кирпич, силикагель и пемза. Реже упоминаются
кристаллический кремний, шпинель, инфузорная земля, бериллие-вый или циркониевый фарфор, активированный уголь, стеклянная вата. В качестве носителя используются, кроме того, оплавленная окись магния или циркония, цеолит, кварц, квасцы, глина, магнетит, пеностекло, глинозем, силикаты алюминия, железа или бериллия и сплавы различных окислов металлов. Применялся138 также носитель, состоящий из концентрических слоев различного состава и различной пористости.
Определенный интерес представляет использование в качестве катализатора графита, так как он имеет более высокую теплопроводность, чем любой из вышеперечисленных носителей. По-видимому, из тех же соображений иногда предлагается наносить серебро на кусочки или пластинки из различных металлов, в частности алюминия, нержавеющей стали, меди или самого серебра.
Независимо от того, какой материал применяется в качестве носителя, последний должен иметь сравнительно небольшую удельную поверхность116- 137-112 — от 0,002 до 10 м2/г. Диаметр пор носителя должен быть143' 144 от 0,1 до 200 мк, а пористость123' 138> ш~146 — от 10 до 50%. При большей поверхности, т. е. при большей пористости носителя, уменьшается диаметр пор и ухудшаются условия отвода тепла от катализатора вследствие того, что продукты реакции задерживаются в мелких порах. Данные о влиянии внутреннего массо- и теплопереноса на процесс окисления этилена на серебряном катализаторе приведены в работа х149-149. Размер и форма гранул носителя зависят от того, в каких условиях будет применяться катализатор. При использовании его в неподвижном слое носитель обычно формуется в шарики134' 14Э> 15o-152, таблетки153, пилюльки154 или «червячки»155. Диаметр кусочков носителя, независимо от их формы, составляет145» 156> 157 от 3 до 12 мм, но не более 50% от диаметра реакционной трубки140. Если- катализатор предназначается для работы в псевдоожиженном слое, кусочки носителя должны быть значительно меньших размеров — от 0,05 до 0,3 мм и сферической формы109- 154' 158-160.
Нанесение каталитической массы на носитель обычно сводится к ее смешению во влажном состоянии с гранулами носителя и последующему выпариванию избытка влаги*. Другой способ нанесения каталитической массы состоит в пропитке носителя растворами некоторых соединений серебра, в частности водным раствором нитрата серебра158' 1в1-1вз; лактата серебра145 или аммиачным раствором окиси серебра с последующим восстановлением окиси до металлического серебра98' 183' 164. Готовый катализатор обычно сушат, а иногда прокаливают в токе воздуха или азота. Температура сушки колеблется в пределах 60—ПО °С, температура прокалки — от 250 до 500 °С.
* Работы 123, 150, 153, 154, 156, 157, 160, 164, 165, 168—178.
Состав каталитической массы различен. Иногда это только окись серебра150» 160> 1в5-167, чаще — смесь ее с лактатами, окисями или перекисями бария и кальция*, иногда карбонат серебра, также в смеси с лактатами, ацетатами или карбонатами бария, кальция, магния или кобальта**. Можно также применять185 карбонат серебра в смеси с силикатом серебра (соль серебра и кремневой кислоты H2SiO4). Соединения щелочноземельных металлов добавляют к каталитической массе в количестве от 1 до 25 вес. %. Рекомендуется также добавлять к серебру окись алюминия и соли никеля в количестве десятых долей процента118 (в расчете на металл).
