Катализатор для термического разложения закиси азота Советский патент 1986 года по МПК B01D53/86 B01D53/56 B01J31/22 C01B21/02 

Изобретение относится к органическим медьсодержащим катализаторам .для термического разложения закиси азота.

Цель изобретения - применение катализаторов повьшенной активности путем использования эквимолярной смеси комплексов меди определенного состава, полученных из гудронов нефти.

Пример I. Получение катали- затора.,

Катализатор получают в две cta- дии: сначала синтезируют лиганд, затем собственно комплекс.

Синтез лиганда. Прямогонный гудрон (фракция западносибирской, ар- ланской, ромашкинской нефтей, кипящая выше 450°С) экстрагируют Ы,М-ди- метилформамидом при и интенсивности перемешивания (Re Ю ). Массовое соотношение нефтяной остаток «- экстрагент составляет 30:1, время контакта 90 мин. Далее экстракт отфильтровывают от остатка и концентрируют вакуум-отгонкой растворителя при температуре менее 80 С и доводят до постоянной массы в вакуум-сушильном шкафу при 35 С и остаточном давлении 0,1 кПа. Состав полученного лиганда приведен в табл.1. Молекулярную массу определяют методом криоскопии в нафталине.

Синтез комплекса. Расплав лиганвое соотношение лнганд - соль составляет 50 : I. Полученную смесь экстрагируют н-гексаном в annajiaTe Сокслета для удаления избытка лиганда.

В табл.1 приведены состав и параметры металлоорганического катализатора.

to

Молекулярное строение лигандов опг ределяют методом интегрального структурного анализа, который позволяет описать принципы и особенности структуры в рамках их среднестатических

5 моделей.

В табл.2 - 4 приведены некоторые параметры молекулярного строения ли- гандрв и их вероятная структура, П р и м е р 2. Для термического

20 разложения закиси азота используют катализатор, полученный по примеру , в виде монодисперсного порошка с

. удельной поверхностью 38-41 .г. Реакцию ведут в микрокаталитическом

реакторе из кварцевого стекла. Закись азота пропускают через слой катализатора со скоростью 40 , что соответствует нагрузке на катализатор 2,5 . Каталитическую ак30 тивность катализатора определяют в температурном интервале 200-300 с при линейной скорости подъема температуры 5 град/мин. Пробы отбирают через

2 мин. На вькоде из реактора хромато- да смешивают с тонкодисперсным порош- 35 графически определяют концентрацию ком водного ацетата меди (II) при закиси азота и продуктов реакции.

Результаты исследований сведены в

табл.5.

80 С в токе инерта - аргона со скоростью перемешивания 1,5 с . МассоТаблица

Элементный состав и молекулярная масса неуглеводородных компонентов гудронов различпьрс нефтей и комплексов на их основе

460 77,5 7,5 1,9 4,6 8,3 570 77,6 7,5 1,9 4,7 8,3 630 77,6 7,4 1,9 4,7 8,4

вое соотношение лнганд - соль составляет 50 : I. Полученную смесь экстрагируют н-гексаном в annajiaTe Сокслета для удаления избытка лиганда.

В табл.1 приведены состав и параметры металлоорганического катализатора.

Молекулярное строение лигандов опг ределяют методом интегрального структурного анализа, который позволяет описать принципы и особенности структуры в рамках их среднестатических

моделей.

В табл.2 - 4 приведены некоторые параметры молекулярного строения ли- гандрв и их вероятная структура, П р и м е р 2. Для термического

разложения закиси азота используют катализатор, полученный по примеру , в виде монодисперсного порошка с

удельной поверхностью 38-41 .г. Реакцию ведут в микрокаталитическом

реакторе из кварцевого стекла. Закись азота пропускают через слой катализатора со скоростью 40 , что соответствует нагрузке на катализатор 2,5 . Каталитическую активность катализатора определяют в температурном интервале 200-300 с при линейной скорости подъема температуры 5 град/мин. Пробы отбирают через

12

22

7

Мол.масса, усл.ед.

Элементный состав, мас.Х

Н

Комплексы с неуглеводороднымикомпонентами

II III .

510 63,9 6,3 1,4 3,5 13,1 11,8 640 64,6 6,4 1,4 3,5 12,7 11,4 690 65,7 6,5 1,5 3,6 12,2 10,5

Примечание. I- гудрон западносибирской нефти; II - гудрон арланской нефти; III - гудрон ромашкинской нефти.

Таблица 2

Распределение гетероатомов по функциональным группам в составе лиганда

0,4

0,4

0,4

1,5 0,.2 0,1 1,5 0,2 0,1 1,5 О ,3 0,1

Продолжение табл.1

мас.Х

Со

Содерка- ние в гудроне, мас.Х

4,4 1,1 0,5 0,6 6,3 4,3 0,9 0,5 0,6 6,3 4,3 1,1 0,4 0,6 6,3

Распределение атомов углерода и водорода по насьпценным и ароматическим структурным группам в составе неуглеводородных компонентов (лиганда)

Примечан и е. Hj -атомы водорода в метильных группах; Н „ - атомы

водорода метиленовых и метииовых групп; Ид - атомы водорода ароматического ядра; И - атомы водорода насыщенных групп, находящиеся вoi-положении к ароматическому ядру; Сд - содержание углерода в ароматических структурах .

Таблица 4

Среднестатистическая структурная модель мсталлокоиоплексов и основные парамегрм молшсулярвого сгроеяия шогянаа

/4 - чясяо ароиатичесюк колец о фратекте; Lj - число аамести- телей воляшшпсчесцсой системы в фрагменте; t - средняя длияя эамес- тнтеля; Hm,| - число пярралъпос никло во фрагмекте; ST.J - чмсло фенома цикяо м фра1гиент ; - число сложно эфирных групп во фрап|евт«.

Таблица 3

.Кинетические параметры термического разложения закиси азота

Редактор Л.Пчёлинская

Составитель С.Шестакова

Техред Л.Олейник Корректор Т.Колб

Заказ 3222/8Тираж 527Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

- II ... -.. II -.. mm

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Таблица 5

Применение эквимолярной смеси комплексов меди (II),на основе алкил- производных дибензотиофенов и карба- золов, содержащих сложноэфирную группу общей формулы CuAc п где X - Ш или S; : R, - С1Ц; RJ - CjHj; п 1,5-2,0, с мол.м. 510-690 усл.ед. в качестве : катализатора для термического разложения закиси азота. (Л оо 1чЭ 4 ОО