Дегидрирование циклогексана в присутствии



Мы поможем в написании ваших работ!


Мы поможем в написании ваших работ!



Мы поможем в написании ваших работ!


ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Дегидрирование циклогексана в присутствии



Алюмо-кобальт-молибденового катализатора

 

Дегидрогенизация циклогексана к его гомологов, протекающая в присутствии Pt, Pd, Ni на носителях, приводит к образова­нию бензола и алкилбензолов, причем, структура, алкилбензола соответствует структуре циклогексановых углеводородов. Эта реакция была открыта в 1911 году академиком Н.Д. Зелинским. На реакции Зелинского основано количественное определение шестичленных нафтенов в нефтяных фракциях. Дегидрогенизация циклогексановых угле­водородов играет большую роль в процессах каталитического риформинга углеводородов нефти.

Экспериментальная часть. Лабораторная работа № 11

Целью лабораторной работы является исследование дегидрогенизации циклогексана в заданных условиях, а так же сравнение полученных результатов с расчетными термодинамическими данными.

Проведение опыта и обработка результатов

Опыты проводят на установке для исследования каталитических реакций в потоке (рис. 12). В реактор, содержащий 70 мл катализатора, при температуре 520-530°С подают с объемной скоростью 0,2-0,3 час-1 циклогексан. Предварительно устанавливают скорость подачи циклогексана (капли в минуту) в соответствии с заданной преподавателем объемной скоростью. После установления скорости подачи циклогексана из приемника сливают катализат, образовавшийся во время установления скорости подачи, и с этого момента фиксируют, записывают и начинают отсчет времени опыта. В реактор подают 5 мл циклогексана, поддерживая постоянными температуру и скорость подачи циклогексана. Во время опыта измеряют объем выделившегося за какой-либо отрезок времени газа (водород), собирая его в градуированный цилиндр над слоем воды. По окончании опыта записывают время его проведения и рассчитывают фактическую объемную скорость подачи циклогексана по формуле:

,

где υ скорость подачи циклогексана, мл/час.

Взвешивают катализат, определяют его показатель преломления при температуре его определения (t), а затем пересчитывают на 20°с по формуле:

На основании катализата, бензола, циклогексана рассчитывают процентное содержание бензола в катализате (X), которое равно приблизительно конверсии циклогексана в бензол. Расчет ведут по формуле:

(катализата) ∙ 100 = (бензола) ∙ Х + (циклогексана) ∙ (100 - X),

где (бензола) = 1,5011; (циклогексана) = 1,4264.

 

Составляют материальный баланс опыта по форме:

Взято: г %
Циклогексан
Получено: Бензол Циклогексан Водород Кокс + потери   … … … …   … … … …
Итого:

Примечание: плотность циклогексана

 

Сравнивают конверсию циклогексана, полученную экспериментально, с теоретической конверсией.

Для определения теоретической конверсии вначале определяют величину энергии Гиббса реакции дегидрированияциклогексана по формуле:

∆G = 53800 -96.6 Т

Затем вычисляют логарифм константы равновесия:

и потаблице 10определяют теоретическую конверсию.

Таблица 10

х lgKp X lgKp
0,01 -7,603 0,50 -0,666
0,02 -5,432 0,60 -0,400
0,04 -4,290 0,70 -0,139
0,05 -3,933 0,30 +0,146
0,10 -2,865 0,90 +0,496
0,20 -1,880 0,95 +0,667
0,30 -1,341 0,99 +1,618
0,40 -0,966    

Сравнивают теоретическую конверсию с экспериментальной и делают выводы.

 

Меры безопасности

1. Необходимо соблюдать осторожность при работе с трубчатой печью, температура в печи около 350°С.

2. Нельзя трогать провода, подводящие ток к печи и к автотрансформатору и пытаться самостоятельно без помощи лаборанта что-нибудь исправлять в электропроводке во время работы прибора.

 

План отчета

1. Введение. Цель работы.

2. Описание опыта, материальный баланс.

3. Исследование катализата. Определение процентного содер­жания бензола в катализате и определение конверсии циклогексана в бензол.

4. Расчет теоретической конверсии циклогексана.

5. Выводы.

Контрольные вопросы

1. Какие реакции могут протекать с углеводородам других рядов при дегидрировании циклогексана и его гомологов над Pt, Pd, Ni?

2. Выше какой температуры свободная энергия реакции дегидрирования циклогексана становится отрицательной?

3. Какие гомологи циклогексана не способны дегидрироваться в условиях реакции Зелинского?

4. Каковы современные представления о механизме дегидрирования циклогексана над металлическими катализаторами?

5. Каково аналитическое значение реакции Зелинского?

 

2.3. Дегидроциклизация н-гептана над оксидными катализаторами

Реакция дегидроциклизации н-алканов была открыта советскими учеными в 1936-1937 гг.

При пропускании алканов состава С67 над окисью хрома или сульфидом молибдена при температурах 450-470°C Б.Л. Молдавскийи Г.Д. Камушер получили ароматические углеводороды. При этом в молекулах ароматических углеводородов содержалось то же количество атомов углерода, что и в молекулах исходных углеводородов. Так,из н-гептана был получен толуол; из 2,5-диметилгексана – п-ксилол.

Б. А. Казанский, А.Ф. Платэ осуществили реакцию дегидроциклизации алканов В присутствии катализатора платина на угле при 300-310°С, В.И. Каржев, М.Г. Северьянова и А.Н. Сиова – в присутствии медно-хромового катализатора.

В настоящее время в этой реакции изучены многие индивидуаль­ные углеводороды и различные катализаторы.

Реакция дегидроциклизации алканов играет большую роль в процессах каталитического риформинга углеводородов нефти.



Последнее изменение этой страницы: 2016-08-14; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 34.239.179.228 (0.005 с.)