Катализаторы дегидрирования

Дегидрирование – каталитическая реакция отделения молекулы водорода из органического соединения. Ее широко применяют в химической промышленности при производстве органических веществ, используемых в различных сферах производства: растворителей, дубильных веществ, лаков, полимеров, спиртов, пластмасс, фармацевтических препаратов и других веществ. 

Катализаторы дегидрирования – переходные металлы подгрупп меди и железа (медь, железо, платина, палладий, серебро), а также полупроводниковые оксиды и сульфиды металлов (железа, хрома, цинка, кобальта).

Катализаторы дегидрирования применяются в промышленности при синтезе спиртов, ароматических соединений и парафинов. Данная химическая реакция происходит при повышении температуры и понижении давления, т.е. при нарушении термодинамического равновесия. Чаще всего процесс дегидрирования происходит при температуре 300°С и под давлением до 5 МПа, иногда данные показатели повышают. Во время дегидрирования органическое вещество соединяется с катализатором, после чего соединение распадается на молекулу кислорода и продукт дегидрирования.

Путем дегидрирования спиртов в промышленности получают альдегиды и кетоны (формальдегид, ацетон, циклогексанон). Для дегидрирования спиртов (углеводородов) используются катализаторы дегидрирования - металлы подгруппы В1 (металлическая медь). При дегидрировании спиртов очень часто происходит переход определенной части спирта в углеводород. Присутствие воздуха в процессе дегидрирования спирта приводит к сжиганию воздуха и образованию воды. Во время самой реакции с участием катализаторов дегидрирования выделяется большое количество тепла, поэтому необходимость нагревать катализатор отсутствует.

Ароматические соединения используются для получения полимеров, органических растворителей, ПАВ, топливных субпродуктов. Катализаторы дегидрирования ароматических соединений – металлические сульфиды и оксиды медно-хромовой группы. Наиболее часто процессом дегидрирования ароматических соединений получают стирол – высокотоксичное бесцветное нерастворимое жидкое вещество. Стирол образуется в процессе дегидрирования этинилбензола оксидными железохромовыми катализаторами с добавлением карбоната калия. На основе стирола производят такие полимеры, как полистирол, пенопласт, а также напалм и другие вещества.

Дегидрированием парафинов получают этиленовые углеводороды (олефины) и диены. Реакция дегидрирования парафинов происходит при температуре 500-600°С для олефинов и 600-700°С – для диенов. Катализаторы дегидрирования парафинов – оксиды хрома и алюминия. Наиболее высокий результат в реакции дегидрирования показывает аморфный оксид хрома, который содержит соединения шестивалентного хрома. Оксид алюминия, также применяемый как катализатор дегидрирования, стабилизирует процесс кристаллизации хрома при повышении температуры катализатора.