Что (кто) такое Гидрогенизация деструктивная - определение

переработка бедных водородом низкосортных топлив (каменных углей, сланцев, каменноугольной смолы, мазутов) с целью превращения их в обогащенные водородом топлива и масла или в сырьё, пригодное для дальнейшей переработки. Г. д. проводят при 400-560°С и давлении H₂ 20-70 Мн/м² (200-700 кгс/см²) в присутствии катализаторов, содержащих железо, молибден, никель или вольфрам, в две или три стадии в зависимости от характера перерабатываемого сырья. При этом основными реакциями являются гидрирование (см. Гидрогенизация) - присоединение водорода к ароматическим и непредельным углеводородам и гетероциклическим соединениям, и деструктивное гидрирование, т. е. реакция расщепления молекул сырья с присоединением к ним водорода. В результате образуются продукты более лёгкие, чем исходное сырьё, и с большим содержанием водорода. Г. д. в такой форме впервые была применена в начале 20 в. в Германии (Ф. Бергиус) для переработки угля. Ввиду большого расхода водорода, сложного технологического оформления процесса Г. д. в таком варианте в послевоенный период развития не получила. В настоящее время широко применяют др. вариант Г. д., т. н. гидрокрекинг, при давлении H₂ 3-10 Мн/м² (30-100 кгс/см²) в присутствии катализаторов, приводящий к достаточно глубокому превращению сырья при меньшем расходе водорода (1-3\% на сырьё). Значение Г. д. возросло в связи с вовлечением в переработку тяжёлых смолистых нефтей с высоким содержанием серы.

Разновидностью процесса Г. д. является гидрогенолиз, применяемый для получения незамещённых ароматических углеводородов из алкилзамещённых, например бензола из толуола и т.п., проводимый при 800°С (без катализатора) или при 620-650°С (с катализатором) под давлением H₂ 6,5-10 Мн/м² (65-100 кгс/см²). Промежуточным процессом между Г. д. и недеструктивным гидрированием является гидрогенизационная очистка топлив - Гидроочистка.

Лит.: Технология переработки нефти н газа, ч. 2, М., 1968.

В. В. Щекин.

гидрирование, каталитическая реакция присоединения водорода к простым веществам (элементам) или химическим соединениям. Обратная реакция - отщепление водорода от химических соединений - называется дегидрогенизацией (дегидрированием). Г. и дегидрогенизация - важные методы каталитического синтеза различных органических веществ, основанные на реакциях окислительно-восстановительного типа, связанных подвижным равновесием (см. Равновесие химическое). Примером может служить обратимое каталитическое превращение этилового спирта в ацетальдегид:

Повышение температуры и понижение давления H₂ способствуют образованию ацетальдегида, а понижение температуры и повышение давления H₂ - образованию этилового спирта; такое влияние условий типично для всех реакций Г. и дегидрогенизации. Катализаторами Г. и дегидрогенизации являются многие металлы (Fe, Ni, Со, Pt, Pd, Os и др.), окислы (NiO, CoO, Cr₂O₃, MoO₂ и др.), а также сульфиды (WS₂, MoS₂, Cr_nS_m).

Г. и дегидрогенизация широко используются в промышленности. Например, синтез такого важного продукта, как Метиловый спирт, служащий сырьём для многих химических производств и растворителем, осуществляют Г. окиси углерода (CO + 2H₂ → CH₃OH) на окисных цинк-хромовых катализаторах при 300-400°С и давлении водорода 20-30 Мн/м² (200-300 кгс/см²). При другом составе катализаторов этим методом можно получать и высшие спирты. Г. жиров лежит в основе производства маргарина (см. Жиров гидрогенизация). В связи с возникновением производства таких материалов, как капрон, найлон и пр. (см. Полиамидные волокна), метод Г. стал широко применяться для получения промежуточных продуктов - циклогексанола из фенола, циклогексана из бензола, гексаметилендиамина из динитрила адипиновой кислоты (на никелевых катализаторах) и циклогексиламина из анилина (на кобальтсодержащих катализаторах).

Для облагораживания топлив, получаемых из сернистых нефтей, большое значение имеет гидроочистка (см. Очистка нефти (См. Очистка нефтепродуктов)) - Г. на алюмо-кобальт-молибденовом или вольфрамо-никелевом катализаторах, приводящая к разрушению органических сернистых соединений и удалению серы в виде H₂S. Другой процесс облагораживания нефтепродуктов - Гидрогенизация деструктивная (на вольфрамсульфидных и некоторых др. катализаторах) - приводит к увеличению выхода светлых и лёгких продуктов при переработке нефти. При Г. CO на различных катализаторах можно получать бензин, твёрдые парафины или кислородсодержащие органические соединения. Синтез неорганического вещества Аммиака взаимодействием азота и водорода под высоким давлением также относится к Г. и является примером Г. простого вещества.

Один из простейших примеров дегидрогенизации - дегидрирование спиртов. Значительное количество ацетальдегида производится дегидрогенизацией гидролизного (получаемого из древесины) этилового спирта. Дегидрогенизация углеводородов является одной из основных реакций, протекающих на смешанных катализаторах в сложном процессе Риформинга, который приводит к существенному улучшению качеств моторных топлив; эта реакция позволяет получать также различные ароматические углеводороды из нафтеновых и парафиновых (см. также Ароматизация нефтепродуктов).

Широкое применение дегидрогенизация нашла в производстве мономеров для синтеза каучуков и смол. Так, парафиновые углеводороды бутан и изопентан дегидрируются при 500-600°С на катализаторах, содержащих окись хрома, соответственно в бутилены и изопентен (изоамилен), которые, в свою очередь, дегидрируются на сложных катализаторах в диолефины - бутадиен и изопрен. В производстве полимеров стирола и его производных большое значение приобрела дегидрогенизация алкилароматических углеводородов - этилбензола в стирол, изопропилбензола в метилстирол и т.п.

Начало широкого изучения Г. было положено в 1897-1900 научными школами П. Сабатье во Франции и Н. Д. Зелинского (См. Зелинcкий) в России. Основные закономерности Г. смесей органических соединений установил С. В. Лебедев. В области практического применения Г. крупные успехи были достигнуты уже в 1-й четверти 20 в. Ф. Габером (См. Габерландт) (синтез аммиака), Ф. Бергиусом (Г. угля) и Г. Патаром (Франция; синтез метанола). Дегидрогенизацию спиртов открыл в 1886 М. Бертло. В 1901 Сабатье наблюдал наряду с др. превращениями углеводородов и их дегидрогенизацию. В чистом виде дегидрогенизацию углеводородов впервые удалось осуществить Н. Д. Зелинскому, разработавшему ряд избирательно действующих катализаторов. Большой вклад в развитие теории и практики Г. и дегидрогенизации внесли Б. А. Казанский, А. А. Баландин и их научной школы.

Лит.: Лебедеве. В., Жизнь и труды, Л., 1938; Зелинский Н. Д., Собр. трудов, т. 3 - Катализ, М., 1955; Долгов Б. Н., Катализ в органической химии, 2 изд., Л., 1959; Баландин А. А., Мультиплетная теория катализа, ч. 1-2, М., 1963-64; Юкельсон И. И., Технология основного органического синтеза, М., 1968; Bond G. С., Catalysis by metals, L. - N. Y., 1962; Ридил Э., Развитие представлений в области катализа, пер. с англ., М., 1971, гл. 6 и 7.

А. М. Рубинштейн.