3. Гидрирование ацетилена и его гомологов

Ацетилен и его гомологи гидрируются медленнее олефинов аналогичного строения. В свою очередь олефины менее способны к сорбции на поверхности катализатора. Эти факторы позволяют получать олефины в виде целевых продуктов. Так, селективное гидрирование до олефинов осуществимо при катализе платиной и палладием на носителях, а также молибдатами кобальта и никеля, железом и др. При большем времени контакта гидрирование идет до парафина:

(8.8)

Так, в Германии, не имевшей нефтяных месторождений, получали этилен селективности гидрированием ацетилена

(8.9)

Этим свойством пользуются в настоящее время для гидроочистки этилена от ацетилена при пиролизной переработке углеводородных газов, пропуская последние через контактный аппарат с - на носителе, - молибдательными катализаторами.

Способность к гидрированию ацетиленовых углеводородов следующая:

4. Гидрирование ароматических углеводородов

Сравнительная способность ароматической системы обусловливает её меньшую реакционную способность по сравнению с олефинами. Ниже приводится отношение скорости гидрирования (в условных единицах) бензола в ядро, циклоолефина и двойной связи в боковой цепи арифлолефина:

По этой причине, например, при ступенчатом гидрировании бензола в реакционной массе отсутствуют циклические олефины:

(8.10)

Гомологи бензола гидрируются с меньшей скоростью, чем предыдущий гомолог, что объясняется дезактивирующим влиянием заместителя при гидрируемых связях.

Катализаторами гидрирования ароматических систем могут быть все металлы VIII группы периодической системы элементов. Но помышлен-ное применение нашел в основном Ni на носителях, особенно на Cr₂O₃. Процесс хорошо идет при 120-200⁰С и давлении до 1-5 МПа. Оно нужно не только для ускорения реакции, но для увеличения конверсии сырья (термические характеристики для ароматических углеводородов менее благоприятны для гидрирования, чем у олефинов).

Ненасыщенные связи в боковой цепи ароматического углеводорода гидрируется в первую очередь, но общий результат зависит от природы катализатора:

(8.11)

Ароматические углеводороды с конденсированными ядрами обычно гидрируются ступенчато:

(8.12)

тетралин декалин

Побочные реакции гидрогенолиза ароматических углеводородов протекают с расщеплением боковых цепей и циклов:

(8.13)

При более мягких условиях протекает расщепление боковых цепей. Эти побочные реакции определяют верхний предел температуры и др. условия.

Гидрированием ароматических углеводородов получают цепные для народного хозяйства химические продукты, например, из бензола циклогексана.

Процессы гидрирования углеводородов можно проводить как в жидкой так и в газовой фазах ( в зависимости от термостабильности других свойств гидрируемых субстратов).

В жидкофазном процессе, например, с использованием гетерогенного контакта реакционная масса представляет собой трехфазную систему (жидкий реагент, твердый катализатор и газообразный водород). Реакция протекает на поверхности катализатора. Её скорость при прочих равных условиях зависит от концентрации водорода в жидкой массе, скорости растворения в ней и скорости диффузии к поверхности катализатора. Интенсификации процесса способствует высокое давление водорода и перемешивание реакционной массы.