catalКатализ в промышленностиKataliz v promyshlennosti1816-03872413-6476LLC "KALVIS"10.18412/1816-0387-2025-3-17-29catal-1169Research ArticleКАТАЛИЗ В ХИМИЧЕСКОЙ И НЕФТЕХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИCATALYSIS IN CHEMICAL AND PETROCHEMICAL INDUSTRYИсследование закономерностей тримеризации этилена в гексен-1 на хром-пиррольной каталитической системеRegularities of trimerization of ethylene to hexene-1 on chromium-pyrrole catalytic systemФайнгольдЕ. Е.FaingoldE. E.ctls@kalvis.ruСаратовскихС. Л.SaratovskikhS. L.ctls@kalvis.ruКнерельманЕ. И.KnerelmanE. I.ctls@kalvis.ruПанинА. Н.PaninA. N.ctls@kalvis.ruГолодковО. Н.GolodkovO. N.ctls@kalvis.ruЖарковИ. В.ZharkovI. V.ctls@kalvis.ruКульчаковскийП. И.KulchakovskyP. I.ctls@kalvis.ruБелинскаяН. С.BelinskayaN. S.ctls@kalvis.ruЛеневД. А.LenevD. A.ctls@kalvis.ruБраваяН. М.BravayaN. M.ctls@kalvis.ruСедовИ. В.SedovI. V.ctls@kalvis.ruФедеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии РАН, ЧерноголовкаРоссияFederal Research Center for Problems of Chemical Physics and Medical Chemistry RAS, ChernogolovkaRussian FederationООО «НИОСТ», Томск; Национальный исследовательский Томский политехнический университет, ТомскРоссияOOO "NIOST", Tomsk; National Research Tomsk Polytechnic University, TomskRussian FederationНациональный исследовательский Томский политехнический университет, ТомскРоссияNational Research Tomsk Polytechnic University, TomskRussian FederationООО «НИОСТ», ТомскРоссияOOO "NIOST", TomskRussian Federation2025180620252531729Copyright © LLC "KALVIS", 20252025LLC "KALVIS"LLC "KALVIS"https://www.catalysis-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.catalysis-kalvis.ru/jour/article/view/1169

В работе представлены результаты тримеризации этилена в гексен-1 на хром-пиррольной каталитической системе в полупериодическом и непрерывном режимах процесса при варьируемых условиях реакции. Продемонстрировано влияние концентрации катализатора, температуры, давления этилена на кинетический профиль кривых зависимостей скорости реакции от времени. Предложена обобщенная схема процесса тримеризации этилена в гексен-1. Вместе с тем, показана недостаточность кинетических данных по образованию продуктов реакции для полного описания процесса тримеризации в рамках единой кинетической модели, связанная с многостадийностью процесса, экспериментальным установлением зависимости каждой из стадий (образование каталитических интермедиатов, инициирование, протекание побочных реакций с участием компонентов каталитической системы, реакций три-, олиго- и полимеризации) и, таким образом, переменчивостью каталитического поведения системы.

This paper presents the results of the study of trimerization of ethylene to hexene-1 on chromium-pyrrole catalytic system in both semi-periodic and continuous processes under different reaction conditions. The influence of catalyst concentration, temperature and ethylene pressure on the kinetic profiles of have been studied. A comprehensive scheme describing the formation of all observed reaction products has been proposed. It has been concluded that all observed experimental results cannot be described within the framework of one, single kinetic model. This is due to the multistage nature of the process and the need of experimentally determination of the dependences of each stage on reaction parameters, including the stages of formation of catalytic intermediates, initiation, side reactions involving components of the catalytic system, and tri-, oligo-, and polymerization reactions.

гексен-1тримеризация этиленахром-пиррольная каталитическая системанепрерывный режимполупериодический режимкинетика процессавлияние условий реакцииhexene-1ethylene trimerizationchromium-pyrrole catalytic systemcontinuous modesemi-periodic modekineticsreaction conditionsReferencesLappin G.R., Nemec L.H., Sauer J.D., Wagner J.D., Higher Olefins. Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, Wiley & Sons, Inc., 2005.;Lappin G.R., Nemec L.H., Sauer J.D., Wagner J.D., Higher Olefins. Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, Wiley & Sons, Inc., 2005.;Kissin Y.V. Polymers of Higher Olefins. Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, Wiley & Sons, Inc., 2005.Kissin Y.V. Polymers of Higher Olefins. Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, Wiley & Sons, Inc., 2005.Dixon J.T., Green M.J., Hess F.M., Morgan D.H.// J. Organomet. Chem. 2004. V. 689, № 23. P. 3641-3668. https://doi.org/10.1016/j.jorganchem.2004.06.008Dixon J.T., Green M.J., Hess F.M., Morgan D.H.// J. Organomet. Chem. 2004. V. 689, № 23. P. 3641-3668. https://doi.org/10.1016/j.jorganchem.2004.06.008Salian S.M., Bagui M., Jasra R. V.//Appl. Petrochem. Res. 2021. V. 11. P. 267–279. https://doi.org/10.1007/s13203-021-00279-7Salian S.M., Bagui M., Jasra R. V.//Appl. Petrochem. Res. 2021. V. 11. P. 267–279. https://doi.org/10.1007/s13203-021-00279-7Wass D.F.//Dalton. Trans. 2007. № 8. P. 816-819. https://doi.org/10.1039/b616291fWass D.F.//Dalton. Trans. 2007. № 8. P. 816-819. https://doi.org/10.1039/b616291fMcGuinness D.S.//Chem. Rev. 2011. V. 111. № 3. P. 2321-2341. https://doi.org/10.1021/cr100217qMcGuinness D.S.//Chem. Rev. 2011. V. 111. № 3. P. 2321-2341. https://doi.org/10.1021/cr100217qAgapie T.//Coord. Chem. Rev. 2011. V. 255. № 7–8. P. 861-880. https://doi.org/10.1016/j.ccr.2010.11.035Agapie T.//Coord. Chem. Rev. 2011. V. 255. № 7–8. P. 861-880. https://doi.org/10.1016/j.ccr.2010.11.035Alferov K.A., Belov G.P., Meng Y.//Appl. Catal. A Gen. 2017. V. 542. P. 71-124. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2017.05.014Alferov K.A., Belov G.P., Meng Y.//Appl. Catal. A Gen. 2017. V. 542. P. 71-124. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2017.05.014Bariashir C., Huang C., Solan G.A., Sun W.-H.//Coord. Chem. Rev. 2019. V. 385. P. 208-229. https://doi.org/10.1016/j.ccr.2019.01.019Bariashir C., Huang C., Solan G.A., Sun W.-H.//Coord. Chem. Rev. 2019. V. 385. P. 208-229. https://doi.org/10.1016/j.ccr.2019.01.019Tembe, G.//Catalysis Rev. 2023. V.65. P.1412–1467. https://doi.org/10.1080/01614940.2021.2014638Tembe, G.//Catalysis Rev. 2023. V.65. P.1412–1467. https://doi.org/10.1080/01614940.2021.2014638Faingol’d, E.E., Lashmanov, N.N., Saratovskikh, S.L., Kulchakovsky P.I., Lenev D.A., Shamukaev V.A., Sedov I.V.//Pet. Chem. 2023. V.63, 1335–1352. https://doi.org/10.1134/S0965544123110026Faingol’d, E.E., Lashmanov, N.N., Saratovskikh, S.L., Kulchakovsky P.I., Lenev D.A., Shamukaev V.A., Sedov I.V.//Pet. Chem. 2023. V.63, 1335–1352. https://doi.org/10.1134/S0965544123110026Kuhlmann S., Paetz C., Hägele C., Blann K., Walsh R., Dixon J. T., Scholz J., Haumann M., Wasserscheid P.//J. Catal. 2009. V.262. № 1. P. 83-91. https://doi.org/10.1016/j.jcat.2008.12.004Kuhlmann S., Paetz C., Hägele C., Blann K., Walsh R., Dixon J. T., Scholz J., Haumann M., Wasserscheid P.//J. Catal. 2009. V.262. № 1. P. 83-91. https://doi.org/10.1016/j.jcat.2008.12.004Wang, X., Wang, Y., Ma, J. et. al.//Reac.Kinet.Mech.Cat. 2022. V.135. 2441–2455. https://doi.org/10.1007/s11144-022-02255-1Wang, X., Wang, Y., Ma, J. et. al.//Reac.Kinet.Mech.Cat. 2022. V.135. 2441–2455. https://doi.org/10.1007/s11144-022-02255-1Zilbershtein T.M., Nosikov A.A., Kochnev A.I., Lipskikh M.V., Golovko A.K.// Pet. Chem. 2012.V. 52. № 4. P. 253–260. https://doi.org/10.1134/s0965544112040123Zilbershtein T.M., Nosikov A.A., Kochnev A.I., Lipskikh M.V., Golovko A.K.// Pet. Chem. 2012.V. 52. № 4. P. 253–260. https://doi.org/10.1134/s0965544112040123Venderbosch B., Oudsen J.-P. H., Wolzak L. A., Martin D. J., Korstanje T. J., Tromp M.// ACS Catal. 2018. V. 9. № 2. P. 1197-1210. https://doi.org/10.1021/acscatal.8b03414.Venderbosch B., Oudsen J.-P. H., Wolzak L. A., Martin D. J., Korstanje T. J., Tromp M.// ACS Catal. 2018. V. 9. № 2. P. 1197-1210. https://doi.org/10.1021/acscatal.8b03414.Zilbershtein T.M., Kardash V.A., Suvorova V.V., Golovko A.K.// Appl. Catal. A, Gen. 2014. V. 475. P. 371-378. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2014.01.051Zilbershtein T.M., Kardash V.A., Suvorova V.V., Golovko A.K.// Appl. Catal. A, Gen. 2014. V. 475. P. 371-378. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2014.01.051Кульчаковский П.И., Ермолаев В.С., Саратовских С.Л., Файнгольд Е.Е., Седов И.В., Биктимиров А.А., Ленев Д.А. //Катализ в промышленности. 2024. V. 24. № 4. C. 65-77. https://doi.org/10.18412/1816-0387-2024-4-65-77Кульчаковский П.И., Ермолаев В.С., Саратовских С.Л., Файнгольд Е.Е., Седов И.В., Биктимиров А.А., Ленев Д.А. //Катализ в промышленности. 2024. V. 24. № 4. C. 65-77. https://doi.org/10.18412/1816-0387-2024-4-65-77

The authors declare that there are no conflicts of interest present.