МОДИФИЦИРОВАННЫЕ АЛЮМОХРОМОВЫЕ КАТАЛИЗАТОРЫ ДЕГИДРИРОВАНИЯ ЛЕГКИХ ПАРАФИНОВЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ

ВВЕДЕНИЕ 4
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 7
1.1 Процесс дегидрирования легких парафинов 7
1.2 Катализаторы дегидрирования легких парафинов 10
1.3 Природа активных центров алюмохромовых катализаторов 12
1.4 Носители для катализаторов дегидрирования 12
1.5 Модификаторы 14
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 16
2.1 Синтез носителей 16
2.2 Синтез катализаторов 16
2.3 Исследование пористой структуры носителей и катализаторов 16
2.4 Исследование состояние меди и активного компонента на поверхности
модифицированных носителей и катализаторов 17
2.5 Исследование особенностей восстановления меди и активного компонента в
носителях и катализаторах 17
2.6 Исследование каталитических свойств катализаторов 18
3. ВЛИЯНИЕ КОЛИЧЕСТВА ДОБАВОК МЕДИ НА СОСТОЯНИЯ АЛЮМОКСИДНОГО
НОСИТЕЛЯ 19
3.1 Текстурные характеристики носителей 19
3.2 Состояние меди на поверхности модифицированных носителей 21
3.3 Особенности восстановление меди в носителях 22
4. ВЛИЯНИЕ КОЛЛИЧЕСТВА ДОБАВОК МЕДИ НА СОСТОЯНИЯ
АЛЮМОХРОМОВЫХ КАТАЛИЗАТОРОВ 24
4.1 Текстурные характеристики катализаторов 24
4.2 Состояние модификатора и активного компонента на поверхности синтезированных
катализаторов 25
4.3 Особенности восстановление меди и хрома в катализаторах 27
4.4 Исследование каталитических свойств катализаторов 28
ВЫВОДЫ 30
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 31

Купить

Данные химической и нефтехимической промышленности в последние несколько лет показывают ежегодное увеличение потребления и, как следствие, производства олефинов [1]. Олефинами называют ациклические непредельные углеводороды, содержащие одну двойную связь между атомами углерода, образующие гомологический ряд с общей формулой CnH2n. Такие углеводороды нашли широкое применение в качестве сырья для химической и полимерной промышленности, поскольку обладают высокой химической активностью благодаря наличию двойной связи. В связи с чем, совершенствование технологии для более эффективного их производства является важной задачей промышленности. Получение олефинов на нефтехимических предприятиях осуществляется переработкой парафинов различными методами: пиролизом, крекингом, каталитическим крекингом и каталитическим дегидрированием.
Крекингом называют процесс расщепления углеводородных молекул с образованием молекул меньшей молекулярной массой [2]. Различают термический и каталитический крекинг. Термический крекинг протекает в основном по свободно-радикальному цепному механизму с разрывом С-С и С-Н связей. Различают крекинг под высоким давлением, крекинг под низким давлением и пиролиз (высокотемпературный крекинг под низким давлением). Каталитический крекинг отличается от термического тем, что пары углеводородов пропускают над катализатором, в качестве которых применяются алюмосиликаты обработанные оксидами Ni, Co, Cu, Mn и т.д. Каталитический крекинг протекает по ионному механизму. Механизм каталитического дегидрирования заключается в отрыве молекулы водорода от молекулы органического соединения в присутствии катализатора, содержащего в своем составе переходные металлы или их оксиды.
Обеспечить самую высокую селективность по сравнению с другими методами получения олефинов позволяет каталитическое дегидрирование [3]. Дегидрирование парафинов является обратимым процессом, поэтому для повышения выхода целевого продукта требуются высокие температуры. Так как реакция протекает в жестких условиях (высокая температура процесса 500-650 °С, многократные циклы окислительной регенерации, локальные перегревы и т. д.), то катализатор должен обладать высокой термостабильностью, высокой активностью и селективностью при высокой температуре. Лучшими катализаторами дегидрирования легких парафинов нормального и изостроения являются оксидные алюмохромовые катализаторы. Данные катализаторы представляют собой прокаленные соли хрома нанесенные на у-А12О3.
Для увеличения селективности и выхода основного продукта в катализатор добавляют различные модификаторы. Крупные щелочные катионы K, Rb, Cs позволяют стабилизировать структуру носителя для снижения кислых центров на поверхности и/или повышения количества активных центров хрома [4, 5, 6]. Для подавления кислотности на поверхности, а также снижения концентрации Льюисовских кислотных центров (А13+) в ряде литературных источников описано применение лития, церия, магния [7], калия [8, 9], цинка [8, 10]. Для стабилизации фазового состава и повышения прочности катализаторов используют различные оксиды металлов (Zr, Si, Ca, Fe и др.) [9, 11, 12, 13].
Промоутеры на основе соединений меди так же представлены в патентной литературой [14, 15, 16, 17], однако их влияние на состояние носителя и активного компонента изучено незначительно. В связи с этим, актуальным является изучить влияние меди на свойства алюмохромового катализатора.
В связи с чем, целью данной работы является изучить влияние добавок модификаторов на состояние активного компонента и каталитические свойства алюмохромовых катализаторов в дегидрировании изобутана.
Для выполнения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:
1. Синтезировать алюмооксидные носители, модифицированные соединениями меди, методом пропитки по влагоёмкости, а также алюмохромовые катализаторы на их основе;
2. Исследовать распределение модификатора и активного компонента на поверхности синтезированных носителей и катализаторов;
3. Исследовать окислительно-восстановительные свойства активного компонента и модификатора методом ТПВ-И2;
4. Сравнить каталитические свойства синтезированных катализаторов в реакции дегидрирования изобутана.

Купить