Химическая энциклопедия

КАТАЛИЗАТОРЫ СИНТЕЗА НА ОСНОВЕ СО И Н₂ , применяются для получения из смеси СО и Н₂ углеводородов и орг. соед., содержащих функц. группы. Для синтеза углеводородов используют гл. обр. никелевые, кобальтовые и железные катализаторы. Те из них, в к-рых активным началом является Ni⁰ применяют в произ-ве метана из СО и Н₂, содержащихся в газах синтеза NH₃, металлургич. и разл. хим. произ-в. Получают их осаждением из р-ров солей Ni на носитель (Al₂О₃, алюминат К, SiO₂ или др.) с послед. прокаливанием и восстановлением Н₂, а также сплавлением, спечением или напылением металла. Катализаторы активны при атм. давлении и 200-300 °С. Для синтеза жидких и твердых углеводородов используют в осн. кобальтовые и железные катализаторы. Первые получают осаждением Со на носитель из р-ров Co(NO₃)₂ под действием соды или пропиткой носителя тем же р-ром с послед. сушкой (100 °С) и восстановлением Н₂ при 350-400 °С. Активный катализатор содержит 30-33% Со. Носители - синтетич. алюмосиликаты, кизельгур, цеолиты и цеолитсодержащие композиции. Введение в состав катализатора ZrO₂ или ТiO₂ повышает выход высших парафиновых углеводородов. Синтез бензина и дизельного топлива в пром-сти осуществляют из СО и Н₂ (получают из прир. газа или угля) с использованием катализатора, содержащего 33% Со (восстановлен до Со⁰ на 50-55%), 3,3% MgO, 3,3% ZrO₂, 60,4% аморфного алюмосиликата или кизельгура. Р-цию осуществляют при 170-200 °С и давлении 0,1-1 МПа (см. Фишера - Тропша синтез ). Железные катализаторы м. б. осажденными и плавлеными. Первые получают обработкой р-ра Fe(NO₃)₃ [с небольшим кол-вом Cu(NO₃)₂] содой с послед. смешением с жидким стеклом и восстановлением водородом при 230 °С. Полученный катализатор содержит ок. 74% Fe (в т.ч. 20-30% Fe⁰, 45-50% Fe²⁺ и 30-35% Fe³⁺), 18% SiO₂, 4% К₂О и 4% металлич. Сu. Синтез углеводородов проводят с использованием стационарного слоя катализатора при 220-250 °С и давлении 2,5 МПа. При атм. давлении идет преимуществ. образование смеси олефинов С₂-С₄ и СН₄. Плавленые железные катализаторы получают плавлением прир. руды или окалины проката с послед. промотированием (напр., MgO, CoO, ТiO₂) и восстановлением водородом в псевдоожиженном слое при 400 °С. Синтез углеводородов осуществляют в реакторах со взвешенным слоем порошкообразного катализатора при 200-280 °С и давлении 2-2,5 МПа. Для синтеза алканов С₁-С₄ активен также Rh(CO)₁₂-AlCl₃-Al, работающий при 150-170°С и атм. давлении. Среди катализаторов синтеза спиртов и др. орг. соед., содержащих функц. группы, наиб. распространены оксидные катализаторы, содержащие оксиды Zn и Сr или Сu, Zn и Сr (см., напр., Бутиловый спирт , Метиловый спирт ). Для синтеза т. наз. изобутилового масла в пром-сти применяют смесь ZnO и Сr₂О₃ в соотношении 1:1, промотированную К₂О (1% по массе) на графите. Образующийся продукт содержит 50-55% СН₃ОН, 10-13% изобутанола, по 1-3% пропанола, олефинов, кетонов и высших спиртов, 22-26% Н₂O. Для синтеза спиртов, гликолей, альдегидов, карбоновых к-т и их ангидридов используют также комплексные соед. металлов VIII гр., напр. Rh, Ru, Pd, Os, с добавлением сокатализаторов (галогеноводородов, алкилгалогенидов) и фосфинов (см. Гидроформилирование , Металлокомплексный катализ ). Лит.: Сторч Г., Голамбик Н., Андерсон Р., Синтез углеводородов из окиси углерода и водорода, пер. с англ., М., 1954: Химические вещества из угля, под ред. Ю. Фальбе, пер. с нем., М., 1980; Лапидус А. Л., Савельев М. М., "Хим. пром-сть", 1985. № 5, с. 11-16. А. Л. Лапидус.