ива є універсальним методом отримання з нього синтетичного рідкого палива. Також важливий резерв для заміни сирої нафти горючими сланцями, бітумами, вугіллям [5,6].
Розвиток досліджень в області гідрогенізації відноситься до 1897-1900 рр., коли П. Сабатьє (Франція) і Н.Д. Зелінський (Росія) зі своїми учнями розробили основи гідрогенізації каталізу органічних сполук. Вплив тиску водню на прискорення реакцій гідрогенізації органічних сполук було встановлено на початку XX ст. В.Н. Іпатьєву. Промислове застосування гідрогенізації твердого палива вперше було отримано в 30-40-х рр., У Німеччині. Перед 2-ою світовою війною (1939-1945) установки з гідрогенізації вугілля та вугільних смол працювали також у Великобританії, Італії, Кореї; в СРСР були побудовані два досвідчених заводу. У післявоєнний період в основі переробки нафти сировини застосовували гидрогенизацию. Починаючи з 60-х рр. ведуться роботи з гідрогенізації твердого палива з метою створення економічно ефективних процесів виробництва синтетичних рідких палив.
У СРСР був розроблений процес гідрогенізації вугілля для отримання моторного пального, котельного палива і хімікатів. Процес здійснюється при температурі 420-430 ° С, тиску водню 10 Па, у присутності активних каталізаторів, розчинника і органічних добавок-інгібіторів реакцій радикальної полімеризації. У залежності від вихідної сировини вихід рідких продуктів 85-95% (технологічна схема процесу дана на рис.1.).
Рис.1. Процес гідрогенізації вугілля для отримання моторного пального, котельного палива і хімікатів.
У США, Великобританії, ФРН розробляється ряд процесів з гідрогенізації вугілля з каталізатором і без каталізатора, під тиском водню 1-7 і 15-30 Па, температура 400-500 ° С, а також екстракції вугілля розчинниками з наступною гідрогенізації екстрактів. Дослідження з гідрогенізації твердого палива і важких нафти залишків ведуться в Японії, Індії, Австралії, Польщі та ін. [3,5].
2.1 Традиційні процеси і каталізатори гідрування
У першому промисловому процесі гідрування використовувався нікелевий каталізатор, відкритий Сабатье в 1897 р Пізніше були розроблені інші відомі каталізатори гідрування: метали VI-VIII груп, у тому числі метали платинової групи, на носіях та в складі складних оксидних систем, а також скелетні металеві каталізатори.
Результати дослідження Іпатьєву на початку XX ст. каталітичних реакцій гідрування під тиском послужили основою для створення процесів, широко використовуються в даний час в промисловості. Було розроблено ряд специфічних каталізаторів гідроочищення, одержуваних просоченням або соосаждением (Аl-Со-Мо-, Ni-Мо-, сульфідні Ni-WS- каталізатори і т.д.), які стійкі до каталітичних отрут, що містяться в нафтовій сировині (S-, N-, О- містять сполуки).
Обсяг виробництва каталізаторів для отримання органічних сполук не дуже великий. До числа великотоннажних відносяться промислові процеси гідрування жирів, 2-етілгексеналя, ацетилену (для видалення його з етилену), бензолу в циклогексан у виробництві капролактаму та деякі інші. Розширюється застосування каталізаторів гідрування при виробництві ліків і фізіологічно активних сполук. Важливими показниками для каталізаторів цієї категорії є висока селективність, тривалий термін служби, відповідність екологічним вимогам. В основному такими характеристиками володіють металеві (Ni, Pt, Pd, Rh, Ru) каталізатори на носіях, мідно-хромові і нікель-хромові співосаждений каталізатори.
На прикладі гідрування бензолу в циклогексан можна простежити тенденцію до використання того чи іншого каталізатора в залежності від того, наскільки жорсткі вимоги пред'являються до чистоти кінцевого продукту.
З початку століття гідрування бензолу традиційно здійснювали на нікелі (нікель Ренея, просочувальні каталізатори) і платинових металах на носіях. У ранніх промислових процесах, що проводилися при підвищених температурі і тиску, поряд з основною протікали і побічні реакції: крекінг з утворенням n-гексану, ізомеризація циклогексану в метілціклопентан, ізомеризація і крекінг з виділенням більш легких вуглеводнів.
Найкращі результати при отриманні високочистого циклогексану забезпечує двостадійна схема: на першій стадії використовують нанесений Ni-каталізатор (30-45% Ni/Аl2О3), а на другий - Pt-каталізатор на носії (0,2-1,0% Pt/Аl2О3). Чистота циклогексану досягає при цьому 99,57-99,88%.
Велика увага в нашій країні приділяли співосаждений нікель-хромовим катализаторам, що забезпечує отримання високочистого циклогексану в трубчастих реакторах в кілька стадій при строгому дотриманні технології. Каталізатори готували осадженням азотнокислих солей Ni і Cr розчином соди при кімнатній температурі. По...
