Синтезы на основе оксида углерода и водорода

ПОДБОР И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ
КАТАЛИЗАТОРОВ ДЛЯ НЕКОТОРЫХ
ПРОЦЕССОВ
СИНТЕЗЫ НА ОСНОВЕ ОКСИДА
УГЛЕРОДА И ВОДОРОДА
Лекция № 8
Автор к.т.н, доцент Ивашкина Е.Н.
Дата разработки 2008 год
Литература:

А.В.Кравцов О динамических
особенностях механизма реакции
гидрирования окиси углерода» и
«Вопросы кинетики катализа //
Межвузовский сборник, г.Иваново,
1980г, с. 33 – 40
Основные направления:

Синтезы на основе оксида углерода и
водорода являются гетерогеннокаталитическими процессами, протекающими
с выделением большого количества тепла. В
зависимости от применяемых катализаторов
из оксидов углерода и водорода можно
получать широкий спектр предельных
углеводородов (от метана до твердых
парафинов), различные спирты (С1-С20),
карбоновые кислоты, сложные эфиры,
альдегиды, кетоны, олефины.
Синтезы на основе оксида углерода и водорода
CH4
CO+H2
CnH2n+2
CH3OH
Хронология
1908 г. Реакция открыта Орловым (на Ni):
Ni

CO+H2 → CH4
1923 г. Проведена реакция получения синтетических
углеводородов
Zn-Th
CO+H2 → CnH2n+2
10 атм
синтез Фишера-Тропша
Zn-Cr
1926 г. синтез метанола по Пихлеру CO+H2 → CН3ОH
>500 атм
300-350 0C
Синтез Фишера-Тропша
(Поверхностный механизм)
( )
O
C


Fe
C


( )
O
Fe

Синтез Фишера-Тропша
(Поверхностный механизм)


( )( )
O
C
Fe
H
H
2 
Fe 3

Синтез Фишера-Тропша
(Поверхностный механизм)




( )( ) [ ] ( ) [ ]
O
H
H OH
H
H
H
C
H
C
H
C
Me n1
Me n2
Me n1
Me n2
Me n1

+H2O
Me n2
Синтез метанола
(Поверхностный механизм)



Разработан в 1926 г. в Германии
Пихлером на Zn-Cr катализаторах.
Температура процесса 300-350 град. С
Давление 300-500 атм.
Синтез метанола
(Поверхностный механизм)
( )

O
C

Ме
O
O
Синтез метанола
(Поверхностный механизм)
P=500 атм
( )

O
H2
H2
P=500 атм
H2
H2
H2
C
Н- Н- Н-
Н-
Н- Н-

Н- Н- Н- Н- Н-
Zn
O
O
O
Cr
Cr
Cr
Н-
H2
Синтез метанола
(Поверхностный механизм)
( )
( )

O
C
Н- Н -

Н- Н-
Zn
O
O
O
Н- Н-
O
Cr
Н- Н-
Н- Н-
O
O
Cr
Н- Н-
O
O
Cr
Cr

Zn
O
Cr
Cr

Zn
O
Cr
Cr
Н- Н-

CН3
CН2
Zn
O
Cr

O

O
CН
Н- Н-
()
( )

O
Cr
Cr
Cr
СН3ОН