Кинетика окисления формальдегида на V–Ti оксидном катализаторе

Гетерогенное газофазное окисление формальдегида в муравьиную кислоту – альтернатива традиционным жидкофазным методам получения. Монослойные оксидные V–Ti-катализаторы активны и селективны в окисления формальдегида в муравьиную кислоту. Исследована кинетика окислении формальдегида на оксидном монослойном V–Ti-катализаторе. Установлена последовательно-параллельная схема образования побочных продуктов окисления формальдегида. Диоксид углерода образуется параллельно из формальдегида и последовательно из муравьиной кислоты; моноксид углерода – последовательно из кислоты. Выявлено ускоряющее действие кислорода и паров воды на скорость образования целевого продукта реакции – муравьиной кислоты и тормозящее действие воды на разложение муравьиной кислоты с образованием моноксида углерода. На основании экспериментальных данных предложена кинетическая модель реакции окисления формальдегида. Разработана кинетическая модель для математического моделирования процесса, определения динамических и конструктивных характеристик реактора. Метод получения муравьиной кислоты гетерогенно-каталитическим окислением формальдегида в газовой фазе не имеет мировых и отечественных аналогов. В отличие от традиционных каталитический метод получения муравьиной кислоты энергосберегающий, экологически безопасен и технологически прост. По разработанному в Институте катализа методу создается укрупненная пилотная установка.

1. Агуйло А., Хорленко Т. // Нефть, газ, нефтехимия за рубежом. 1980. № 11. С. 104.

2. Пат. № 2049770 (РФ). Способ получения муравьиной кислоты / М.Г. Макаренко; Т.В. Андрушкевич; Г.А. Зенковец. 1995.

3. Попова Г.Я., Андрушкевич Т.В., Зенковец Г.А. // Кинетика и катализ 1997. Т. 38. № 2. С. 285.

4. Andrushkevich T.V., Al′kaeva E.M., Popova G.Ya. et al. // Khim. Prom. 1996. Vol. 3. P. 21.

5. Danilevich E.V., Popova G.Ya., Andrushkevich T.V. et al. // Stud. Surf. Sci. Catal. 2010. Vol. 175. P. 463

6. Popova G.Ya., Andrushkevich T.V., Semionova E.V. et al. // J. Mol. Catal. A: Chemical. 2008. Vol. 283. P. 146.

7. Diakov V., Blackwell B., Varma A. // Chem. Eng. Sci. 2002. Vol. 57. P. 1563.

8. Yang X., Shen Yu., Bao L. et al. // React. Kinet. Catal. Lett. 2008. Vol. 93. P. 19.

9. Chuang K. T., Zhou B., Tong S. // Ind. Eng. Chem. Res. 1994. Vol. 33. P. 1680.

10. Zhang C.B., He H., Tanaka K. // Appl. Catal. B: Environ. 2006. Vol. 65. P. 37.

11. Popova G.Ya., Chesalov Yu.A., Andrushkevich T.V., Stoyanov E.S. // Kinet. Catal. 2000. Vol. 41. P. 601.

12. Popova G.Ya., Andrushkevich T.V., Chesalov Yu.A., Parmon V.N. // J. Mol. Catal. A: Chemical. 2007. Vol. 268. P. 251.

13. Popova G.Ya., Andrushkevich T.V., Zakharov I.I., Chesalov Yu. A. // Kinet. Catal. 2005. Vol. 46. № 2. P. 217.

14. Ivanov E.A., Popova G.Ya., Chesalov Yu.A., Andrushkevich T.V. // J. Mol. Catal. A: Chemical. 2009. Vol. 312. P. 92.

15. Popova G. Ya., Chesalov Yu. A., Andrushkevich T.V., Stoyanov E.S. // React. Kinet. Catal. Lett. 2002. Vol. 76. № 1. P. 123.

16. Bond G.C., Tahir S.F. // Appl. Catal. 1991. Vol. 71. № 1. P. 1.

17. Khodakov A., Olthov B., Bell A.T., Iglesia I. // J. Catal. 1999. Vol. 181. № 2. P. 205.

18. Boreskov G.K. Heterogeneous Catalysis / Ed. K.I. Zamaraev, A.V. Khasin. Hauppauge: Nova Science Publisher, 2003.

19. Bobrov N.N., Parmon V.N. // NATO Science Series II: Mathematics, Physics and Chemistry. 2002. Vol. 69. P. 197.

20. Огородников С.К. // Формальдегид. М.: Химия, 1984.

21. Попова Г.Я., Андрушкевич Т.В. // Кинетика и катализ. 1997. Т. 38. № 2. С. 281.

22. Yablonskii G.S., Bykov V.I., Gorban A.N., Elokhin V.I. Kinetic Models of Catalytic Reactions / Ed. R.G. Compton. New York: Elsevier, 1991. Vol. 32. P. 185.