catalКатализ в промышленностиKataliz v promyshlennosti1816-03872413-6476LLC "KALVIS"catal-48Research ArticleОТЕЧЕСТВЕННЫЕ КАТАЛИЗАТОРЫDOMESTIC CATALYSTРАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЩЕЛОЧНЫХ ПРОМОТОРОВ В СТРУКТУРЕ ЖЕЛЕЗООКСИДНОГО КАТАЛИЗАТОРА ДЕГИДРИРОВАНИЯDistribution of alkali promoters in the structure of iron oxide catalyst for dehydrogenationАникановаЛ. Г.AnikanovaL. G.

канд. хим. наук, доцент. Тел.: (4852) 44-13-69

anikanoval@mail.ruДворецкийН. В.DvoretskiyN. V.

канд .хим. наук, доцент. Тел. тот же.

dvoretskiin@mail.ruФГБОУ ВПО «Ярославский государственный технический университет»Russian Federation201220112014041823Copyright © LLC "KALVIS", 20142014LLC "KALVIS"LLC "KALVIS"https://www.catalysis-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.catalysis-kalvis.ru/jour/article/view/48

Цезий наряду с калием является эффективным промотором активности железооксидных катализаторов дегидрирования олефиновых и алкилароматических углеводородов. В условиях реакционной среды катализатор представляет собой ферритную систему, состоящую из β″-полиферрита калия, моноферритов калия и цезия и магнетита. С целью научно обоснованного расчета оптимальной рецептуры катализаторов подобного типа изучен характер распределения щелочных промоторов в структуре катализатора. Показано, что для ионов цезия предпочтительно расположение в структуре β”-полиферрита состава K2–zCszFe2+Fe3+10O17. Проведены испытания каталитической активности данной системы с различным содержанием цезия в реакции дегидрирования этилбензола в стирол (реактор проточного типа, 0,1МПа, 600 °С, объемная скорость подачи этилбензола 1 ч–1, массовое соотношение этилбензол:водяной пар 1 : 3). Показано, что максимальная удельная скорость образования стирола достигается уже при соотношении Cs:Fe, отвечающем интервалу 0,023–0,027, что соответствует коэффициенту z = 0,26÷0,30. Введение большего количества цезия нецелесообразно. В данной работе впервые разработаны теоретические положения адресной доставки промотирующего агента в заданную фазу каталитически активной ферритной системы. Оптимизировано содержание дорогостоящих соединений цезия в железооксидном катализаторе.

Cs along with potassium is an effective promoter of iron oxide catalysts activity for dehydrogenation of olefins and alkylaromatic hydrocarbons. Under the conditions of the reaction medium the catalyst is a ferritic system consisting of potassium β”- olyferrite, mono ferrites of potassium and cesium, and magnetite. In order to calculate the optimal composition of this type of catalysts we studied the distribution of alkali promoters in the structure of the catalyst. It is shown that the preferred location of cesium ions is the structure of β”-polyferrite of K2–zCszFe2+Fe3+10O17 composition. There are tests of catalytic activity of this system with different content of cesium in the dehydrogenation of ethylbenzene to styrene (flow type reactor, 0,1 MPa, 600 °С, the volumetric flow rate of ethylbenzene 1 h–1, the weight ratio of ethylbenzene:steam 1:3). Shown that the maximum specific rate of styrene formation is achieved at interval ratio Cs :Fe 0,023–0,027, which corresponds to the coefficient z = 0,26÷0,30. Introduction more cesium is impractical. In this paper we first developed theoretical propositions for the targeted transporting of the promoting agent in a given phase of the catalytically active ferrite system. The content of expensive cesium compounds in the iron oxide catalyst is optimized.

щелочные промоторыферритная системажелезооксидные катализаторыполиферриты щелочных металловalkaline promotorsferrite systemiron oxide catalystspolyferrite of alkaline metalsReferencesЛамберов А.А., Гильманов Х.Х., Дементьева Е.В., Шатохина Е.В., Нургалиев Д.К., Ясонов П.Г. Катализаторы дегидрирования метилбутенов на основе железооксидных пигментов с различными физико-химическими свойствами // Катализ в промышленности. 2008. № 2. С. 42—49.Ламберов А.А., Гильманов Х.Х., Дементьева Е.В., Шатохина Е.В., Нургалиев Д.К., Ясонов П.Г. Катализаторы дегидрирования метилбутенов на основе железооксидных пигментов с различными физико-химическими свойствами // Катализ в промышленности. 2008. № 2. С. 42—49.Ламберов А.А., Гильманов Х.Х., Шатохина Е.В., Дементьева Е.В., Гильмуллин Р.Р., Герасимов Д.Н. Влияние промышленной эксплуатации и окислительной регенерации на активность, элементный и фазовый составы железооксидного катализатора дегидрирования метилбутенов // Катализ в промышленности. 2008. № 1. С. 20—26.Ламберов А.А., Гильманов Х.Х., Шатохина Е.В., Дементьева Е.В., Гильмуллин Р.Р., Герасимов Д.Н. Влияние промышленной эксплуатации и окислительной регенерации на активность, элементный и фазовый составы железооксидного катализатора дегидрирования метилбутенов // Катализ в промышленности. 2008. № 1. С. 20—26.Дворецкий Н.В., Степанов Е.Г., Юн В.В., Котельников Г.Р. Фазовый состав промотированных железо-оксидных катализаторов в условиях реакции дегидрирования // Известия вузов. Химия и химическая технология. 1990. Т. 33. № 8. С. 3—9.Дворецкий Н.В., Степанов Е.Г., Юн В.В., Котельников Г.Р. Фазовый состав промотированных железо-оксидных катализаторов в условиях реакции дегидрирования // Известия вузов. Химия и химическая технология. 1990. Т. 33. № 8. С. 3—9.Дворецкий Н.В., Аниканова Л.Г. Устойчивость полиферритов калия и цезия // Известия вузов. Химия и химическая технология. 2011. Т. 54. № 9. С. 64—66.Дворецкий Н.В., Аниканова Л.Г. Устойчивость полиферритов калия и цезия // Известия вузов. Химия и химическая технология. 2011. Т. 54. № 9. С. 64—66.Дворецкий Н.В., Степанов Е.Г., Юн В.В. Фазовая диаграмма сис темы Fe2O3—Fe3O4—KFeO2 // Известия АН СССР. Неорганические материалы. 1991. Т. 27. № 6. С. 1265—1268.Дворецкий Н.В., Степанов Е.Г., Юн В.В. Фазовая диаграмма сис темы Fe2O3—Fe3O4—KFeO2 // Известия АН СССР. Неорганические материалы. 1991. Т. 27. № 6. С. 1265—1268.Дворецкий Н.В., Малышева З.Г., Аниканова Л.Г. Синтез полиферритов цезия // Известия вузов. Химия и химическая технология. 2010. Т. 53. № 1. С. 76—79.Дворецкий Н.В., Малышева З.Г., Аниканова Л.Г. Синтез полиферритов цезия // Известия вузов. Химия и химическая технология. 2010. Т. 53. № 1. С. 76—79.Котельников Г.Р. Технологии катализаторов дегидрирования и некоторые проблемы оптимизации // Журнал прикладной химии. 1997. Т. 70. № 2. С. 276—283.Котельников Г.Р. Технологии катализаторов дегидрирования и некоторые проблемы оптимизации // Журнал прикладной химии. 1997. Т. 70. № 2. С. 276—283.Nariki S., Ito S., Uchinokura K., Yoneda N. Formation of β-,β″- and β″′-alumina type ferrites in Rb2O–Fe2O3 and Cs2O–Fe2O3 systems and ionic conduction of β and β″ phases // J. Ceram. Soc. Jap. 1988. V. 96. № 2. P. 186—192.Nariki S., Ito S., Uchinokura K., Yoneda N. Formation of β-,β″- and β″′-alumina type ferrites in Rb2O–Fe2O3 and Cs2O–Fe2O3 systems and ionic conduction of β and β″ phases // J. Ceram. Soc. Jap. 1988. V. 96. № 2. P. 186—192.Дворецкий Н.В., Аниканова Л.Г. Фазовая диаграмма тройной системы Fe2O3—Fe3O4—СsFeO2 // Известия вузов. Химия и химическая технология. 2011. Т. 54. № 8. С. 52—54.Дворецкий Н.В., Аниканова Л.Г. Фазовая диаграмма тройной системы Fe2O3—Fe3O4—СsFeO2 // Известия вузов. Химия и химическая технология. 2011. Т. 54. № 8. С. 52—54.Watarai H., Fujimoto K., Ito S. Distribution of K+ and Cs+ Ions in the Alkali Layer of (K+, Cs+)-β-Ferrite // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2011. V. 18. № 2. Р. 022022.Watarai H., Fujimoto K., Ito S. Distribution of K+ and Cs+ Ions in the Alkali Layer of (K+, Cs+)-β-Ferrite // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2011. V. 18. № 2. Р. 022022.Молчанов В.В., Плясова Л.М., Андрушкевич М.М. Устойчивость фазового состава и роль отдельных компонентов катализаторов на основе ферритов щелочных металлов // Кинетика и катализ. 1991. Т. 32. № 4. С. 1008—1013.Молчанов В.В., Плясова Л.М., Андрушкевич М.М. Устойчивость фазового состава и роль отдельных компонентов катализаторов на основе ферритов щелочных металлов // Кинетика и катализ. 1991. Т. 32. № 4. С. 1008—1013.

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