ни термін служби каталізатора гідрування становить близько двох років.
Каталізатор зазначеного вище складу володіє порівняно невисокою термостійкістю, максимально допустимий перегрів його 325-350 В° С. Оскільки при гідруванні бензолу велика частина тепла виділяється в В«ЛобовихВ» шарах каталізатора, для зменшення його активності та запобігання перегріву каталізатор частково розбавляють інертним матеріалом. Запропоновано також рецептура термостабільних нікель-алюмінієвих і нікель-алюміній-xpoмових каталізаторів, стійких при підвищених температурах.
1.1.2 Платинові каталізатори
На платинових каталізаторах гідрування бензолу протікає при тих же умовах, що і на нікелевих (температура 150 - 250 В° С, тиск до 3 МПа, мольное співвідношення газ: бензол = 8:1), причому досягається практично повна конверсія при селективності, близькою до 100%.
До переваг платинових каталізаторів слід віднести їх дещо меншу, ніж у нікелевих, чутливість до сірчистим сполукам і можливість регенерації каталізатора. До недоліків - чутливість до присутності вологи в сировині, що викликає необхідність ретельно осушувати бензол.
Платиновий каталізатор, що містить 0,3% Pt на окису алюмінію, готують просоченням гранул носія (3X3 мм) водним розчином платинохлористоводородной кислоти з подальшою сушкою і прокаливанием; поверхню носія 120 м2/г, платини 0.25 м2/г. Насипна щільність каталізатора близько 1 г/мл. Каталізатор не повинен містити хлору і фтору, які сприяють реакціям ізомеризації.
Отруєння платинових каталізаторів сполуками сірки, на відміну від нікелевих контактів, оборотно. Сполуки сірки гидрируются до сірководню, який взаємодіє з платиною по реакції:
Pt + H2S = PtS + Н2
При цьому частина активної поверхні платини блокується сіркою, що призводить до зниження активності каталізатора і проскоку бензолу, як це випливає з наведених нижче даних/1 /:
Вміст сірки в бензолі, 10 *,% 0,6 1,1 1,3 1,7 2,0 3,2
Зміст непрореагировавшего бензолу в циклогексане,% 0,15 0,3 1,1 2,0 2,4 4,8
При вмісті сірки в бензолі близько 0,0002% ступінь конверсії складає лише 98%. У зв'язку з цим гідрування проводять у два щаблі з проміжною адсорбцією H2S окисом цинку. За рахунок подачі бензолу, що не містить сірку, активність каталізатора відновлюється. Попадання води на каталізатор викликає його спікання при температурі вище 300 В° С, що призводить до зменшення поверхні і зниження активності. Тому бензол до надходження в реактор повинен бути ретельно зневоднений (допустимий вміст води в бензолі 0,01%). За умови осушки бензолу і вмісті в ньому сірки не більше 0,0002% термін служби платинового каталізатора становить близько 3 років.
1.1.3 Сульфідні каталізатори
Сульфідні каталізатори, володіючи значно меншою активністю в порівнянні з нікелевими та платиновими, вимагають значно більш жорстких умов гідрування: тиск близько 30 МПа і температура 250-380 В° C при низьких об'ємних швидкостях по бензолу. За таких умовах зростає частка побічних реакцій, наприклад, ізомеризація циклогексану в метілціклопентан.
Для відшкодування втрат сірки каталізатором у процесі роботи і підтримки його активності в бензол спеціально вводять сірку (Додаючи до нього сірковуглець або насичуючи сірководнем). Отриманий циклогексан вимагає при цьому спеціального очищення від розчинених у ньому сірчистих сполук і метілціклопентана.
Вартість одиниці об'єму каталізатора внаслідок великої насипної щільності приблизно в 5 разів вище вартості нікель-хромового контакту, а з урахуванням низької продуктивності ця вартість зростає ще удвічі. Ці недоліки обмежують застосування сульфідних каталізаторів, єдиною перевагою яких є можливість використовувати низькосортний коксохімічний бензол без очищення його від сірчистих сполук.
Для моносульфідних каталізаторів, таких, як WS2 або M0S2, необхідні більш високі температури, ніж для змішаних. Так, на вольфрам-нікель-сульфідному каталізаторі, що містить 28% WS2 і 4% NiS на глиноземі, при температурі вище 300 В° С і тиску 30 МПа отримують циклогексан, містить не більше 0,5% бензолу.
Промислове застосування знайшов вольфрам-нікель-сульфідний каталізатор без носія, що готується осадженням з розчинів нікелевих солей основного карбонату нікелю. Після сушіння і подрібнення карбонат нікелю перемішують з вольфрамової кислотою. Через отриману окісну вольфрам-нікелеву масу пропускають при нагріванні сірководень, потім масу таблетіруют (таблетки 10X10 мм). Каталізатор містить 24 - 28% Ni, 40-44% W, 26-29% S, що відповідає складу 2NiS * WS2. Насипна щільність каталізатора 2,6 г/мл, питома поверхня 23-30 м2/г.
Гідрування проводять при 27-30 МПа і температурі до 380 В° С. При температурі нижче 280 В° С різко падає швидкість реакції, а при температурі вище 380 В° С збільшується ступінь ізомеризації в метілціклопентан. На початку пробігу температура ...
