Катализатор для термического разложения закиси азота

Авторы патента:

ПАУККУ АЛЕКСАНДР НИКОЛАЕВИЧ

ПОСАДОВ ИГОРЬ АЛЕКСАНДРОВИЧ

РОЗЕНТАЛЬ ДМИТРИЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ

СИРОТИНКИН НИКОЛАЙ ВАСИЛЬЕВИЧ

ГУСЕВ ВАЛЕРИЙ ПЕТРОВИЧ

СОБОЛЕВ ВАЛЕНТИН ВАСИЛЬЕВИЧ

C01B21/02 - получение азота (из аммиака C01B 3/04)

B01J31/22 - органические комплексы

B01D53/86 - каталитические способы

B01D53/56 - оксиды азота (B01D 53/60 имеет преимущество)

Применение эквимолярной смеси комплексов меди (II),на основе алкилпроизводных дибензотиофенов и карбазолов, 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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИК ИЭОБРКТКНИЯ

Н А ВТОРСИОМЪ/ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

0R1

Со,Ас

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 38001 74/23-04 (22) 13.06.84 (46) !5.06.86. Бюл. N 22 (7I) Ленинградский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового

Красного Знамени технологический институт им. 31енсовета (72) А.Н.Паукку, И.А.Посадов, Д.А.Розенталь, Н.В.Сиротинкин, В.П.Гусев и В.В.Соболев (53) 66.097.332(088.8) (56) IlayKKy А.Н. и др. Строение и термическая стабильность комплексов хрома, марганца, кобальта, меди на осНоВе неуглеродных высокомолекулярных соединений нефти. вЂ” Журн. прикл. химии, !982, т. 55, 9 5,с. 1174-!175.

Hauffe К. et al. Effect of the electron disorder structure of oxide

catalysts on the decomposition of

N>0. вЂ” J.Phys. Chem., 1952, vol. 201, р.230-237.

Розенталь Д.A. и др. Методы определения и расчета структурных параметров фракций тяжелых нефтяных остатков. вЂ” Л.: ЛТИ им. Ленсовета, !

981, с.84.

Авторское свидетельство СССР

Р 1011238, кл. В 01 J 27/10, 1983.

„„SU„„1237248 А1 (50 4, В Ol J 31/22, С 01 В 21/02, В 01 D 53/36 (54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОГО

РАЗЛОЖЕНИЯ ЗАКИСИ АЗОТА, (57) Применение эквимолярной смеси комплексов меди (ТТ),на основе алкилпроизводных дибензотиофенов и карбазолов, содержащих сложноэфирную группу общей формулы где Х вЂ” NH или S;

К вЂ” СН

n = l,5-2,О, с мол.м. 510-690 усл.ед. в качестве катализатора для термического разложения закисн азота.

1237248

Таблица l

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

Мол.масВещество

Элементный. состав, мас .7.

Содержание в са, усл . ед. гудроне, ма с. 7.

Неуглеводородные компоненты

460

77,5 7,5 1,9 4,6

77,6 7,5 1.,9 4,7

776741947

8,5

570

8,4

630

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

Цель изобретения вЂ” применение ка- 5 тализаторов повьппенной активности путем использования эквимолярной смеси комплексов меди определенного состава, полученных из гудронов нефти, 10

Пример I. Получение катали затора.

Катализатор получают в две сraдии: сначала синтезируют лиганд,„ затем собственно комплекс. 15

Синтез лиганда. Прямогонный гудрон (фракция западносибирской, арланской, ромашкинской нефтей, кипящая вьппе 450 С) экстрагируют N,N-диметилформамидом при 80 С и интенсив- 20 ности перемешивания (йе = 10 ). Mac3 совое соотношение нефтяной остаток экстрагент составляет 30:1, время контакта 90 мин. Далее экстракт отфильтровывают от остатка и концентрируют вакуум-отгонкой растворителя о при температуре менее 80 С и доводят до постоянной массы в вакуум-сушиль.вЂ” о ном шкафу при 35 С и остаточном давлении 0,1 кПа. Состав полученного 30 лиганда приведен в табл.l. Молекулярную массу определяют методом криосковЂ” пии в нафталине.

Синтез комплекса. Расплав лиганда смешивают с тонкодисперсным порош- 35 ком водного ацетата меди (II) при

80 С в токе инерта вЂ” аргона со скоо

f ростью перемешивания l 5 с . Массовое соотношение лиганд - соль составляет 50 : 1. Полученную смесь экстрагируют н-гексаном в аппарате

Сокслета для удаления избытка лиганда.

В табл.l приведены состав и параметры металлоорганического катализатора.

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

В табл.2 вЂ” 4 приведены некоторые параметры молекулярного строения лигандов и их вероятная структура, Пример 2. Для термического разложения эакиси азота используют катализатор, полученный по примеру в виде монодисперсного порошка с удельной пбверхностью 38-41м /r. Реакцию ведут в микрокаталитическом реакторе из кварцевого стекла. Закись азота пропускают через слой катализатора со скоростью 40 см /мин, э что соответствует нагрузке на катализатор 2,5 ч 1. Каталитическую активность катализатора определяют в температурном интервале 200.-300 С при о линейной скорости подъема температуры 5 град/мин. Пробы отбирают через

2 мин. На выходе иэ реактора хроматографически определяют концентрацию закиси азота и продуктов реакции.

Результаты исследований сведены в табл.5.!

237248

ПРодолжение табл.1

Вещество

Мол.мас

Элементный состав, масЛ са, усл.ед.

ae„

Комплексы тами

l l,8

5!О

ll 4

640

10 5

690

П р и м е ч а н и е. I вЂ” гудрон западносибирской нефти; II вЂ” гудрон арланской нефти, ТII вЂ” гудрон ромаюкинской нефти.

Таблица 2

Сера, мас,X

Кислород, мас.Х

Азот,мас.7

Лиганд

Сульф. Меркаптан

Карбонил

СложноНейтрГидроксил

Карбоксил

Тиофен

Основной ральный эфир

0,.2 0,1

1,5

1 5 О 2 0 1

1,5 0 3 0,1 с неуглеводородными компоненI 0,4

II 0,4

III 0,4

63,9 6,3 1,4 3,5 13,1

64,6 6,4 1,4 3,5 12,7

65 7 6 5 1 5 3 6 12 2

Распределение гетероатомов по функциональным группам в составе лиганда

4,4 l,l 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

1237248

Таблица 3

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

Лиганд Распределение водорода по структурным групЖ

НЭ

Hnl) Н

1,4

П р и м е ч а н и е. Н„вЂ” атомы водорода в метильных группах, H атомы водорода метиленовых и метиновых групп; Ид - атомы водорода ароматического ядра; Н в вЂ” атомы водорода насыщенных групп, находящиеся вК -положении к ароматическому ядру; Сд вЂ” содержание углерода в ароматических структурах.

I àáàâör а

Среднестатистическая струхтурная модель метзллохоннлехсор н основные нараметри молеауларного строения лнганда

Паоанетрм молехулярного строения лнгалдов турлая модель металло7i„

3 5 320 2.8 4,8 f,8 0 ° 5 0,5 - I,l (АС l 8 320 28 48 18 05 05

20 320 28

6 Э 1 Э 0 5 0 5 1,!

6 р н и е ч а ф r e. a - число фрагментол ю молехуае„ Й„ - молекулярная масса фрагмента;

R - число ароматнчесхнх холец ао фрагменте; ЬI - число заместителей нолнцнхличесхоЯ системы в фрагменте; 6 вЂ” средняя денна эаместнтелн1 Йе у - чнслнэ пнрроль всс иналов во фрагменте; Б i.g - число тно-. фенойьи EQIK3209 Во фрагменте р 0 р f число слоаноъфирФвлВ 1 руйл ео фрагменте.

1737248

Таблица 5

Кинетические параметры термического разложения закиси азота (0,J, т, К об.7

2,24

0,4

97,1

483

2,.56

2,9

95,8

493

94,3