catalКатализ в промышленностиKataliz v promyshlennosti1816-03872413-6476LLC "KALVIS"catal-42Research ArticleОТЕЧЕСТВЕННЫЕ КАТАЛИЗАТОРЫDOMESTIC CATALYSTРАЗРАБОТКА И ОПЫТ ПРОМЫШЛЕННОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ МИКРОСФЕРИЧЕСКОГО АЛЮМОХРОМОВОГО КАТАЛИЗАТОРА КДМ ДЕГИДРИРОВАНИЯ ИЗОБУТАНА В КИПЯЩЕМ СЛОЕDevelopment and commercial operation of microspherical aluminum-chromium catalyst KDM for isobutane dehydrogenation in a fluidized bedПахомовН. А.PakhomovN. A.

канд. хим. наук, ст. науч. сотрудник Института катализа СО РАН. Тел.: (812) 323-85-63

npakhomov@mail.ruПарахинО. А.ParakhinO. A.

ген. директор ООО НПК «Синтез»

601810@gmail.comНемыкинаЕ. И.NemykinaE. I.

аспирантка Института катализа СО РАН. Тел.: (383) 32697 30

ДанилевичВ. В.DanilevichV. V.

вед. инженер того же института. Тел.: (383) 326-94-93

dvv@catalysis.ruЧерновМ. П.ChernovM. P.

канд. техн. наук, доцент, технолог ООО НПК «Синтез»

ПечериченкоВ. А.PecherichenkoV. A.

директор ЗАО «Алтайлюминофор»

Санкт-Петербургский филиал ИК СО РАН, Санкт-Петербург Институт катализа СО РАН, НовосибирскRussian FederationООО НПК «Синтез», БарнаулRussian FederationИнститут катализа СО РАН, НовосибирскRussian FederationЗАО «Алтайлюминофор», Яровое, Алтайский крайRussian Federation201220112014036575Copyright © LLC "KALVIS", 20142014LLC "KALVIS"LLC "KALVIS"https://www.catalysis-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.catalysis-kalvis.ru/jour/article/view/42

Для процесса дегидрирования изобутана в кипящем слое разработан микросферический алюмохромовый катализатор КДМ, обладающий высокой каталитической активностью, селективностью и термостабильностью. Технология приготовления КДМ основана на использовании алюмооксидного носителя, полученного методом центробежной термоактивации (ЦТА) гиббсита – технологии ЦефларТМ. Данная технология позволяет регулировать в широких пределах фазовый состав продукта ЦТА и синтезировать на его основе носитель с заданными структурными и текстурными характеристиками. Технология производства носителя и катализатора освоена на промышленном уровне (ЗАО «Алтайлюминофор»). Начиная с 2008 г. катализатор КДМ введен в эксплуатацию на некоторых предприятиях: ЗАО «СИБУР Холдинг» и ЗАО «Экоойл» (г. Омск). Опыт промышленной эксплуатации показал, что работа на смеси ИМ-2201 с КДМ существенно снижает расходные нормы катализатора (кг/т изобутилена): с 22–23 на чистом ИМ-2201 до 8–9,5 на смеси КДМ и ИМ-2201. Для дальнейшего усовершенствования катализатора КДМ проведены фундаментальные исследования природы активного компонента катализатора: определена роль различных состояний нанесенных оксидных частиц хрома в процессе дегидрирования и разработаны подходы целенаправленного регулирования содержания активных и селективных хромоксидных частиц. В результате разработана модификация катализатора, которая по показателям активности и селективности превышает показатели исходного катализатора КДМ на 2–4 мас.%.

Microspherical aluminum-chromium catalyst KDM is designed for the process of isobutane dehydrogenation in a fluidized bed, it has a high catalytic activity, selectivity and thermal stability. Technology of preparation of KDM is based on the alumina support obtained by the centrifugal thermal activation (CTA) of gibbsite – Technology TseflarTM. This technology allows to control a wide range of product phase composition of the CTA products and to synthesize based on this a support with given structural and textural characteristics. Technology of catalyst and support production is mastered at the industrial scale («Altaylyuminofor» company). Beginning in 2008, the catalyst KDM was commissioned in some enterprises of «Sibur Holding» (Russia) and «Ecooil» company (Omsk, Russia). Industry experience has shown that the operation of mixture of IM-2201 with the KDM leads to a significant reduction in catalyst consumption rates (kg/tonne of isobutylene): 22–23 with the pure IM-2201 to 8–9,5 on a mixture of KDM and MI-2201. In order to further improve the catalyst KDM, the fundamental studies on the nature of the active catalyst component were carried out: they defines the role of the different states of deposited chromium oxide particles in the process of dehydrogenation and designed approaches targeted regulation of the content of active and selective chromium oxide particles. As a result, developed an improved modification of the catalyst activity and selectivity performance increased by 2–4 wt.%.

микросферический алюмохромовый катализатордегидрированиепродукт центробежной термоактивации гиббситаaluminum-chromium microspherical catalystdehydrogenationthe product of the centrifugal thermal activation of gibbsiteReferencesSanfilippo D., Miracca I. Dehydrogenation of paraffins: synergies between catalyst design and reactor engineering //Catal. Today. 2006. V. 111. № 1—2. P. 133—139.Sanfilippo D., Miracca I. Dehydrogenation of paraffins: synergies between catalyst design and reactor engineering //Catal. Today. 2006. V. 111. № 1—2. P. 133—139.Weckhuysen B., Schoonheydt R. Alkane dehydrogenation over supported chromium oxide catalysts // Catal. Today. 1999. № 51. P. 223—232.Weckhuysen B., Schoonheydt R. Alkane dehydrogenation over supported chromium oxide catalysts // Catal. Today. 1999. № 51. P. 223—232.Пахомов Н.А. Современное состояние и перспективы развития процессов дегидрирования // Промышленный катализ в лекциях. 2006. № 6. С. 53—98.Пахомов Н.А. Современное состояние и перспективы развития процессов дегидрирования // Промышленный катализ в лекциях. 2006. № 6. С. 53—98.Пахомов Н.А., Молчанов В.В., Золотовский Б.П., Надточий В.И., Исупова Л.А., Тихов С.Ф., Кашкин В.Н., Харина И.В., Балашов В.А., Танашев Ю.Ю., Парахин О.А. Разработка катализаторов дегидрирования низших С3—С4 парафинов с использованием продуктов термоактивации гиббсита // Катализ в промышленности. 2008. Спецвыпуск. С. 13—19.Пахомов Н.А., Молчанов В.В., Золотовский Б.П., Надточий В.И., Исупова Л.А., Тихов С.Ф., Кашкин В.Н., Харина И.В., Балашов В.А., Танашев Ю.Ю., Парахин О.А. Разработка катализаторов дегидрирования низших С3—С4 парафинов с использованием продуктов термоактивации гиббсита // Катализ в промышленности. 2008. Спецвыпуск. С. 13—19.Гильманов Х.Х., Нестеров О.Н., Ламберов А.А., Бекмухамедов Г.Э., Катаев А.Н., Егорова С.Р. Оптимизация технологии носителей для производства промышленных микросферических алюмохромовых катализаторов дегидрирования парафинов // Катализ в промышленности. 2010 . № 1. С. 53—61.Гильманов Х.Х., Нестеров О.Н., Ламберов А.А., Бекмухамедов Г.Э., Катаев А.Н., Егорова С.Р. Оптимизация технологии носителей для производства промышленных микросферических алюмохромовых катализаторов дегидрирования парафинов // Катализ в промышленности. 2010 . № 1. С. 53—61.Пат. 2322290 Российская Федерация. Катализатор, способ его получения и процесс дегидрирования С3—С5 парафиновых углеводородов в олефины / Молчанов В.В, Пахомов Н.А., Исупова Л.А. и др. Опубл. 20.04.2008.Пат. 2322290 Российская Федерация. Катализатор, способ его получения и процесс дегидрирования С3—С5 парафиновых углеводородов в олефины / Молчанов В.В, Пахомов Н.А., Исупова Л.А. и др. Опубл. 20.04.2008.Kashkin V.N., Lakhmostov V.S., Zolotarskii I.A., Noskov A.S., Zhou J.J. Studies on the onset velocity of turbulent fluidization for alpha-alumina particles // Chem. Eng. J. 2003. . V. 91. Р. 215—218.Kashkin V.N., Lakhmostov V.S., Zolotarskii I.A., Noskov A.S., Zhou J.J. Studies on the onset velocity of turbulent fluidization for alpha-alumina particles // Chem. Eng. J. 2003. . V. 91. Р. 215—218.Буянов Р.А., Пахомов Н.А. Катализаторы и процессы дегидрирования парафиновых и олефиновых углеводородов // Кинетика и катализ. 2001. Т. 42. № 1. С. 72—85.Буянов Р.А., Пахомов Н.А. Катализаторы и процессы дегидрирования парафиновых и олефиновых углеводородов // Кинетика и катализ. 2001. Т. 42. № 1. С. 72—85.Пинаков В.И., Стоянский О.И., Танашев Ю.Ю., Пикаревский А.А., Гринберг Б.Е., Дряб В.Н., Кулик К.В.,Пинаков В.И., Стоянский О.И., Танашев Ю.Ю., Пикаревский А.А., Гринберг Б.Е., Дряб В.Н., Кулик К.В.,Данилевич В.В., Кузнецов Д.В., Пармон В.Н. Центробежный флаш-реактор для термоударной обработки порошковых материалов на стадиях синтеза носителей и катализаторов // Катализ в промышленности. 2004. Спецвыпуск. С. 55—59.Данилевич В.В., Кузнецов Д.В., Пармон В.Н. Центробежный флаш-реактор для термоударной обработки порошковых материалов на стадиях синтеза носителей и катализаторов // Катализ в промышленности. 2004. Спецвыпуск. С. 55—59.Isupova L.A., Tanashev Yu.Yu., Kharina I.V. et al. // Chem. Eng. J. 2005. V. 107(1—3). P. 163.Isupova L.A., Tanashev Yu.Yu., Kharina I.V. et al. // Chem. Eng. J. 2005. V. 107(1—3). P. 163.Харина И.В., Исупова Л.А., Литвак Г.С., Мороз Э.М., Крюкова Г.Н., Рудина Н.А., Танашев Ю.Ю., Пармон В.Н. // Кинетика и катализ. 2007. Т. 48. № 2. С. 343—352.Харина И.В., Исупова Л.А., Литвак Г.С., Мороз Э.М., Крюкова Г.Н., Рудина Н.А., Танашев Ю.Ю., Пармон В.Н. // Кинетика и катализ. 2007. Т. 48. № 2. С. 343—352.Немыкина Е.И., Пахомов Н.А., Данилевич В.В., Рогов В.А., Зайковский В.И., Ларина Т.В., Молчанов В.В. // Кинетика и катализ. 2010. Т. 51. № 6. С. 929—937.Немыкина Е.И., Пахомов Н.А., Данилевич В.В., Рогов В.А., Зайковский В.И., Ларина Т.В., Молчанов В.В. // Кинетика и катализ. 2010. Т. 51. № 6. С. 929—937.Geldart D. Types of gas fluidization // Pow. Tec. 1973. V. 7. P. 285—292.Geldart D. Types of gas fluidization // Pow. Tec. 1973. V. 7. P. 285—292.Hamblin M.G., Stachowiak G.W. A multi-scale measure of particle abrasivity // Wear. 1995. V. 185. № 1—2. P. 225— 233.Hamblin M.G., Stachowiak G.W. A multi-scale measure of particle abrasivity // Wear. 1995. V. 185. № 1—2. P. 225— 233.Sato T. Thermal decomposition of aluminum hydroxides to aluminas // Therm. Acta. 1985. V. 88. № 1. P. 69—84.Sato T. Thermal decomposition of aluminum hydroxides to aluminas // Therm. Acta. 1985. V. 88. № 1. P. 69—84.Cavani F., Koutyrev M., Trifiro F. Chemical and physical characterization of alumina-supported chromia-based catalysts and their activity in dehydrogenation of isobutane // J. Catal. 1996. № 158. P. 236—250.Cavani F., Koutyrev M., Trifiro F. Chemical and physical characterization of alumina-supported chromia-based catalysts and their activity in dehydrogenation of isobutane // J. Catal. 1996. № 158. P. 236—250.

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