Катализаторы Окисления

Ускоряют р-ции окисления мол. Кислородом. Используются в процессах парциального (неполного) и глубокого окисления хим. Соединений. Катализаторами парциального окисления орг. Соед. Обычно являются оксиды. Из металлич. К. О. Используют лишь Ag. Оксидные К. О., как правило, - сложные многокомпонентные системы, состоящие из простых или сложных оксидов металлов V-VIII групп. Наиб. Активны К. О., обладающие высокой энергией связи металл - кислород, такие, как оксиды Mo, Bi, Co, Fe, К и др. Соединение этих оксидов в многокомпонентный К. О. Увеличивает его селективность. В пром-сти на катализаторах неполного окисления проводят ряд след. Многотоннажных процессов. 1. Окисление этилена до этиленоксида с использованием металлич. Ag (10-15%), нанесенного на a-Al2 О 3, обладающий малой уд.

Пов-стью. Частичное отравление катализатора хлорсодержащими добавками увеличивает селективность катализатора. 2. Окисление СН 3 ОН в формальдегид. Для смесей с соотношением СН 3 ОН . Воздух = 1:1 используют проволочную сетку из Ag или Ag на a-Al2 О 3, для смесей с содержанием СН 3 ОН <. 9% - Fe(MoO4)3 + MoO3. 3. Окисление пропилена в акролеин, изобутилена в метакролеин и окислит. Аммонолиз пропилена в акрилонитрил в присут. Молибдена Bi с добавками СоМоО 4 и молибдатов Fe, а также в присут. Оксидных олово- и урансурьмяных К. О. Послед. Окисление акролеина и метакролеина в акриловую и метакриловую к-ты происходит на оксидах V и Мо. 4. Окислит. Дегидрирование бутилена в бутадиен, изопентана в изопрен, этилбензола в стирол в присут.

Молибдата Bi или ферритных шпинелей, содержащих наряду с оксидами Fe оксиды Mn, Zr, Cr. 5. Окисление бензола в малеиновый ангидрид проводят на V2O5 + MoO3, нафталина во фталевый ангидрид - на V2O5 + K2SO4, нанесенных на SiO2, о-ксилола во фталевый ангидрид - на ванадиевотитановом К. О. 6. Окисление бутана в малеиновый ангидрид в присут. Ванадийфосфорных К. О., модифицированных оксидами Ti, Zn, Те и др. Для неполного окисления СН 4, С 2 Н 6 и С 3 Н 8 селективные К. О. В пром-сти не применяют. Важнейший процесс окисления неорг. Соед. - превращ. SO2 в SO3 при получении H2SO4. Для этого процесса используют металлич. K.o. - Pt на Al2 О 3 или более активные и устойчивые ванадийоксидные К. О., напр., бариево-алюмованадиевый V2O5 Х 12SiO2 Х 0,5Al2 О 3 Х 2К 2 О Х 3ВаО Х КСl.

Катализаторы глубокого окисления - металлы платиновой группы Pt, Pd, Rh, реже Ni и Со, а также простые и сложные оксиды металлов VI-VIII групп. Металлич. К. О. Отличаются высокой активностью при разл. Т-рах. Их используют при дожигании примесей углеводородов, Н 2 и СО, содержащихся в воздухе производств. Помещений и выхлопных газах автомобилей. Для увеличения уд. Пов-сти Pt и Pd наносят на Al2 О 3, находящийся на пов-сти спец. Огнеупорного керамич. Носителя. Подобные К. О. Имеют вид шариков или блоков со сквозными каналами. Среди оксидных К. О. Наиб. Активны соед. С низкой энергией связи металл-кислород. Они обычно эффективны в процессах, протекающих при комнатной т-ре. Наиб. Активные К. О. Глубокого окисления - сложные оксиды типа шпинелей, такие, как хроматы(III) и кобальтаты(III) Fe, Mn, Co, Сr, а также Со 3 О 4 и оксиды типа перовскитов, напр.

LaCoO3. При окислении СО в замкнутых системах жизнеобеспечения и в каталитич. Обогревателях применяют смешанный катализатор СоСr2 О 4 + Со 3 О 4. В противогазах для защиты от СО используют гопкалитовые патроны, содержащие К. О. Состава. 50% МnО 2, 30% СuО, 15% Со 2 О 3, 5% Ag2O. Такой К. О. Катализирует р-цию окисления СО до СО 2 и активен выше 0°С в отсутствие паров воды. Окисление углеводородов до СО 2 и Н 2 О проводят в осн. На оксидных К. О При окислении СН 4 наиб. Активны Со 3 О 4, Cr2O3, MnO, CuO и NiO. Окисление С 2 Н 4 при 250-400°С селективно проводят на Сr2 О 3, при 450-600 °С - на Со 3 О 4 или СuО. Пропан обычно окисляют в присут. Сr2 О 3, NiO, МоО или V2O5. Общих закономерностей в подборе К. О. Углеводородов не существует.

К глубокому окислению относят также превращ. NH3 в NO в произ-ве HNO3. Катализатор - сетка из сплавов Pt с Rh (см. Азотная кислота). Лит. Мapгoлис Л. Я., Окисление углеводородов на гетерогенных катализаторах, М., 1977. Голодец Г. И., Гетерогенно-каталитическое окисление органических веществ, Киев, 1978. Проблемы кинетики и катализа, т. 18. Под. Ред. О. В. Крылова и Н. Д. Шибановой, М., 1981. Там же, т. 19, 1985. Сеттерфилд Ч., Практический курс гетерогенного катализа, пер. С англ., М., 1984. Chemical and physical aspects of catalytic oxidation, ed. By J. L. Portefaix and F. Figueras, P., 1980. О. В. Крылов.