Выбор оптимального катализатора для крупнотоннажных промышленных процессов оксихлорирования этилена (ОХЭ) – важная практическая задача. В таких процессах даже небольшое снижение селективности приводит к значительным потерям сырьевых ресурсов. Повышение селективности требует знания структуры поверхности катализаторов и механизма окислительного хлорирования этилена в 1,2-дихлорэтан (1,2-ДХЭ). На основании ИК спектроскопии и ДТА изучено строение активных центров хлормедных катализаторов на поверхности оксида алюминия. Описано строение активных центров катализаторов окислительного хлорирования этилена в 1,2-ДХЭ двух типов – СuСl2, СuСl на γ-Al2O3: Х1 фирмы «Харшоу» (США) и OXYMAX-B (MEDC-B) фирмы «Süd-Chemie Catalysts». Установлено, что при взаимодействии активной фазы катализатора – CuCl2 или CuCl с поверхностными группами носителя γ-Al2O3 (≡Аl–ОН) образуются комплексные соединения с [СuСl4]–2, [СuСl2]–1 (это не вписывается в известную теорию их строения). По результатам исследования был разработан метод синтеза оптимального по свойствам катализатора ОХЭ, создана опытная установка для детального исследования процесса. Возможность снижения потерь этилена при его глубоком окислении вдвое и сокращения образования побочных продуктов в 1,5–2 раза была подтверждена в промышленном производстве 1,2-ДХЭ и винилхлорида на ООО «Карпатнафтохим» в Калуше. Способ получения 1,2-ДХЭ защищен патентом Украины.
Selection of the optimal catalyst for heavy industrial processes of ethylene oxychlorination is important practical problem. In such processes, even a small reduction of selectivity results in significant consumption of feed. Increased selectivity requires knowledge of the catalysts surface structure and the mechanism of ethylene oxidative chlorination to 1,2-dichloroethane (1,2-DCE). Based on IR spectroscopy and DTA, we examined the structure of the active centers of copper chloride catalysts on alumina surface. We described the structure of the active centers of two types СuСl2 and СuСl on γ-Al2O3 catalysts: X1 by «Harshaw» USA and OXYMAX-B (MEDC-B) by «Sud-Chemie Catalysts». We found that the interaction between the active phase of the catalyst – CuCl2 or CuCl copper chloride and surface groups of the support γ-Al2O3 (≡Аl–ОН) formed complexes with [СuСl4]–2, [СuСl2]–1, what does not fit into the known theory of their structure. According to research we have developed a method for synthesizing of the catalyst optimal properties, and created a pilot plant for a detailed study of the process. The possibility of reducing by half the ethylene loss at its deep oxidation and and decreasing of by-products in the 1,5–2 times have been confirmed in industrial production of 1,2-DCE and vinyl chloride at «Karpatnaftokhim» plant in Kalush, Ukraine. Process for 1,2-DCE production is patented in Ukraine.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.