catalКатализ в промышленностиKataliz v promyshlennosti1816-03872413-6476LLC "KALVIS"catal-133Research ArticleКАТАЛИЗ В ХИМИЧЕСКОЙ И НЕФТЕХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИCATALYSIS IN CHEMICAL AND PETROCHEMICAL INDUSTRYМЕТАТЕЗИС ТРАНС-БУТЕНА-2 И ЭТИЛЕНА В ПРОПИЛЕН НА КАТАЛИЗАТОРАХ НА ОСНОВЕ МОЛИБДЕНАMetathesis of trans-2-butene and ethylene to propylene on the catalysts based on molybdenumГордеевА. В.GordeevA. V.

мл. науч. сотрудник Томского государственного университета. Тел.: (3822) 20-04-19

chemboy2009@yandex.ruКнязевА. С.KnyazevA. S.

канд. хим. наук, ст. науч. сотрудник того же учреждения. Те. тот же

kas854@mail.ruВодянкинаО. В.VodyankinaO. V.

д-р хим. наук, проф., ведущий науч. сотрудник того же учреждения. Тел. тот же

vodyankina_o@mail.ruТомский государственный университетRussian Federation201326112014063036Copyright © LLC "KALVIS", 20142014LLC "KALVIS"LLC "KALVIS"https://www.catalysis-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.catalysis-kalvis.ru/jour/article/view/133

С целью продления времени жизни молибденоксидных катализаторов в реакции метатезиса этилена и бутена-2 в пропилен в качестве носителя использован новый алюмоуглеродный сорбент (Al2O3-С), имеющий развитую поверхность (430 м2/г), высокие сорбционную емкость, механическую прочность (не менее 5 Н/мм2). Методами РЭМ и адсорбции исследованы морфология и текстурные характеристики поверхности катализатора 10 % MoO3/Al2O3-С и сравнительного образца – 10 % MoO3/Al2O3. С помощью термического анализа изучен процесс активации катализаторов. Проведены каталитические испытания в реакции метатезиса этилена и транс-бутена-2 в пропилен (22–150 °C, давление 10 кгс/м2, C2H4/C4H8 = 1). Показано, что в сравнении с MoO3/γ-Al2O3 катализатор MoO3/Al2O3-С обеспечивает более высокую конверсию реагентов, бульшую селективность по пропилену и большее время жизни. Катализатор MoO3/Al2O3-С может быть рекомендован для промышленного использования в процессе метатезиса этилена и бутена-2, так как по сравнению с промышленным катализатором WO3/SiO2 он позволяет проводить процесс при более мягких условиях и с большим выходом целевого продукта.

New aluminum-carbon sorbent (Al2O3-С) having a developed surface (430 m2/g), high adsorption capacity, mechanical strength (at least 5 N/mm2) used as a support in the metathesis reaction of ethylene and 2-butene into propylene, in order to extend the lifetime of molybdenum oxide catalysts. The morphology and texture characteristics of the surface of 10 % MoO3/Al2O3-С and comparative sample – 10 % MoO3/Al2O3 were investigated by SEM and adsorption. The activation of catalysts was studied using the thermal analysis. Catalytic tests in metathesis reaction of ethylene and trans-2-butene to propylene (22–150 °C, pressure 10 kg/cm2, C2H4/C4H8 = 1) were performed. It is shown that the catalyst MoO3/Al2O3-С compared with MoO3/γ-Al2O provides higher conversion of the reactants, more propylene selectivity and longer life. The MoO3/Al2O3-С catalyst may be recommended for industrial use in the metathesis of ethylene and 2-butene as compared to the commercial catalyst WO3/SiO2, it permits process under milder conditions and with a high yield of the desired product.

метатезисоксид молибденапропиленэтилентранс-бутен-2metathesismolybdenum oxidepropyleneethylenetrans-2-buteneReferencesOikawa T., Ookoshi T., Tanaka T., Yamamoto T., Onaka M. A new heterogeneous olefin metathesis catalyst composed of rhenium oxide and mesoporous alumina // Microporous and Mesoporous Mater. 2004. Vol. 74. P. 93—103.Oikawa T., Ookoshi T., Tanaka T., Yamamoto T., Onaka M. A new heterogeneous olefin metathesis catalyst composed of rhenium oxide and mesoporous alumina // Microporous and Mesoporous Mater. 2004. Vol. 74. P. 93—103.Li X.J., Zhang W.P., Liu S.L., Xu L.Y., Han X.W., Bao X.H. The role of alumina in the supported Mo/HBeta—Al2O3 catalyst for olefin metathesis: A high-resolution solid-state NMR and electron microscopy study // Journal of Catalysis. 2007. Vol. 250. P. 55—66.Li X.J., Zhang W.P., Liu S.L., Xu L.Y., Han X.W., Bao X.H. The role of alumina in the supported Mo/HBeta—Al2O3 catalyst for olefin metathesis: A high-resolution solid-state NMR and electron microscopy study // Journal of Catalysis. 2007. Vol. 250. P. 55—66.Mol J.C. Industrial application of olefin metathesis // Journal of Molecular Catalysis A: Chemical. 2004. Vol. 213. P. 39—45.Mol J.C. Industrial application of olefin metathesis // Journal of Molecular Catalysis A: Chemical. 2004. Vol. 213. P. 39—45.Fierro J.L.G., Mol J.C. Metal Oxides: Chemistry and Applications. Taylor & Francis, Boca Raton, 2006. P. 517.Fierro J.L.G., Mol J.C. Metal Oxides: Chemistry and Applications. Taylor & Francis, Boca Raton, 2006. P. 517.Liu S.L., Huang S.J., Xin W.J., Bai J., Xie S.J., Xu L.Y. Metathesis of ethylene and butylene-2 to propylene with Mo on Hβ-Al2O3 catalysts // Catalysis Today. 2004. Vol. 93— 95. P. 471-476.Liu S.L., Huang S.J., Xin W.J., Bai J., Xie S.J., Xu L.Y. Metathesis of ethylene and butylene-2 to propylene with Mo on Hβ-Al2O3 catalysts // Catalysis Today. 2004. Vol. 93— 95. P. 471-476.Grunert W., Staheev A., Morke W., Feldhaus R., Anders K., Shpiro E.S., Minachev K.H.M. Reduction and metathesis activity of MoO3/Al2O3 catalysts // Journal of Catalysis. 1992. Vol. 135. P. 269—286.Grunert W., Staheev A., Morke W., Feldhaus R., Anders K., Shpiro E.S., Minachev K.H.M. Reduction and metathesis activity of MoO3/Al2O3 catalysts // Journal of Catalysis. 1992. Vol. 135. P. 269—286.Van Schalkwyk C., Spamer A., Moodley D.J., Dube T., Reynhardt J., Botha J.M. Application of WO3/SiO2 catalysts in an industrial // Applied Catalysis A: General. 2003. Vol. 255. P. 121—131.Van Schalkwyk C., Spamer A., Moodley D.J., Dube T., Reynhardt J., Botha J.M. Application of WO3/SiO2 catalysts in an industrial // Applied Catalysis A: General. 2003. Vol. 255. P. 121—131.Shenglin Liu, Xiujie Li, Wenjie Xin, Sujuan Xie, Peng Zeng, Lixin Zhang, Longya Xu. Cross metathesis of butene-2 and ethene to propene over Mo/MCM-22-Al2O3 catalysts with different Al2O3 contents // Journal of Natural Gas Chemistry. 2010. Vol. 19. P. 482—486.Shenglin Liu, Xiujie Li, Wenjie Xin, Sujuan Xie, Peng Zeng, Lixin Zhang, Longya Xu. Cross metathesis of butene-2 and ethene to propene over Mo/MCM-22-Al2O3 catalysts with different Al2O3 contents // Journal of Natural Gas Chemistry. 2010. Vol. 19. P. 482—486.Debecker D.P., Stoyanova M., Rodemerck U., Eric M. Gaigneaux. Preparation of MoO3/SiO2—Al2O3 metathesis catalysts via wet impregnation with different Mo precursors // Journal of Molecular Catalysis A: Chemical. 2011. Vol. 340. P. 65—76.Debecker D.P., Stoyanova M., Rodemerck U., Eric M. Gaigneaux. Preparation of MoO3/SiO2—Al2O3 metathesis catalysts via wet impregnation with different Mo precursors // Journal of Molecular Catalysis A: Chemical. 2011. Vol. 340. P. 65—76.Shengjun Huang, Huijuan Liu, Ling Zhang, Shenglin Liu, Wenjie Xin, Xiujie Li, Sujuan Xie, Longya Xu. Effects of acid leaching post-treatment on the catalytic performance of MoO3/mordenite-alumina catalysts for 1-butene metathesis reaction // Applied Catalysis A: General. 2011. Vol. 404. P. 113–119.Shengjun Huang, Huijuan Liu, Ling Zhang, Shenglin Liu, Wenjie Xin, Xiujie Li, Sujuan Xie, Longya Xu. Effects of acid leaching post-treatment on the catalytic performance of MoO3/mordenite-alumina catalysts for 1-butene metathesis reaction // Applied Catalysis A: General. 2011. Vol. 404. P. 113–119.Zhoulan Yin, Xinhai Li, Qiyuan Chen. Study on the kinetics of the thermal decompositions of ammoniumZhoulan Yin, Xinhai Li, Qiyuan Chen. Study on the kinetics of the thermal decompositions of ammoniummolybdates // Thermochimica Acta. 2000. Vol. 353. P. 107—110.molybdates // Thermochimica Acta. 2000. Vol. 353. P. 107—110.Thomazeau C., Martin V., Afanasiev P. Effect of support on the thermal decomposition of (NH4)6Mo7O24·4H2O in the inert gas atmosphere // Applied Catalysis A: General. 2000. Vol. 199. P. 61–72.Thomazeau C., Martin V., Afanasiev P. Effect of support on the thermal decomposition of (NH4)6Mo7O24·4H2O in the inert gas atmosphere // Applied Catalysis A: General. 2000. Vol. 199. P. 61–72.

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