Influence of silicon oxide structures on the activity of alumino-chrome catalyst in the dehydrogenation of isobutane
Abstract
Laws of formation of oxide-silicon structures in the aluminum-chromium catalyst for isobutane dehydrogenation were studied using the methods of adsorption, XRD, solid state detailed NMR 29Si, thermal programmed desorption of ammonia, UV-Vis and Raman spectroscopy. Found that silicon in an amount of 0,5–1,2 wt.% is distributed on the surface of the catalyst as Si(OSi)4 structures. With an increase of its content up to 2,2–3,6 wt.% besides Si(OSi)4 on the surface a Si(OSi)3(O–) structural elements present. Formation of silicon oxide structures on the catalyst surface determines the increase of Cr(III) ions concentration and reducing the surface acidity, increases activity and selectivity of the catalysts in the dehydrogenation of isobutane.
About the Authors
G. E. Bekmuhamedov
Казанский (Приволжский) федеральный университет
Russian Federation
Russian Federation
S. R. Egorova
Казанский (Приволжский) федеральный университет
Russian Federation
Russian Federation
A. A. Lamberov
Казанский (Приволжский) федеральный университет
Russian Federation
Russian Federation
References
1. Korhonen S., Airaksinen S. et al. // Applied Catalysis A. 2007. № 333. Р. 30.
2. Cabrera F., Ardissone D. et al. // Catalysis Today. 2008. Vol. 133—135. P. 800.
3. Khatib S.J., Fierro J.L.G. et al. // Top Catalysis 2009. Vol. 52. P. 1459.
4. Патент 2200143 РФ. Катализатор для дегидрирования углеводородов и способ его получения. Борисова Т.В., Качкин А.В., Макаренко М.Г., Мельникова О.М., Сотников В.В. Дата поступления заявки 28.09.2001. Опубл. 10.03.2003.
5. Патент 2148430 РФ. Катализатор для дегидрирования парафиновых углеводородов и способ его получения. Борисова Т.В., Качкин А.В., Макаренко М.Г., Мельникова О.М., Сотников В.В. Дата поступления заявки 28.09.1999. Опубл. 10.05.2000.
6. Патент 2156233 РФ. Способ получения олефиновых углеводородов. Котельников Г.Р., Беспалов В.П., Титов В.И. Дата поступления заявки 04.08.1999. Опубл. 20.09.2000.
7. Патент 2127242 РФ. Способ получения олефиновых углеводородов. Йецци Р., Бартолини А., Буономо Ф. Дата поступления заявки 29.07.1997. Опубл. 10.03.1999.
8. Патент 2287366 РФ. Катализатор для дегидрирования углеводородов и способ его получения. Борисова Т.В., Качкин А.В., Макаренко М.Г. Дата поступления заявки 28.09.1999. Опубл. 20.11.2006.
9. Патент 2167709 РФ. Катализатор для дегидрирования парафиновых углеводородов. Котельников Г.Р., Титов В.И., Золотовский Б.П., Беспалов В.П., Буянов Р.А. Дата поступления заявки 21.02.00. Опубл. 27.05.01.
10. Патент 2176157 РФ. Катализатор для дегидрирования парафиновых углеводородов. Котельников Г.Р., Титов В.И., Лаврова Л.А. Дата поступления заявки 04.12.00. Опубл: 27.11.01.
11. Патент 2160634 РФ. Катализатор для дегидрирования парафиновых углеводородов. Котельников Г.Р., Беспалов В.П., Титов В.И., Золотовский Б.П. Дата поступления заявки 04.08.1999. Опубл. 20.12.2000.
12. Патент 97113451 РФ. Способ получения олефиновых углеводородов. Йецци Р., Бартолини А., Буономо Ф.O, Котельников Г.Р., Беспалов В.П. Дата поступления заявки 29.07.1997. Опубл. 27.04.1999.
13. Патент 677194 СССР. Способ приготовления алюмохромового катализатора. Котельников Г.Р., Патанов В.А., Шипиков И.А., Сироткин Б.В., Михайлов Р.К., Бушин А.М., Кирнос Я.Я., Степанов Г.А., Телятников Г.В., Троицкий А.П., Мытников А.В. Дата поступления заявки 30.11.1970. Опубл. 10.04.2001.
14. Патент 637578 ЕР. Process for preparing light olefins by dehydrogetion of the corresponding paraffins. Iezzi R., Bartolini A., Buonomo F. Дата поступления заявки 13.11.1993. Опубл. 08.02.1995.
15. Патент 7010350 Японии. Способ получения катализатора процесса дегидрирования. Дата поступления заявки 17.06.1985. Опубл. 08.02.1995.
16. Патент 4746643 США. Method for the preparation of a catalyst for the dehydrogenation of C3—C5 paraffins. Buonomo F., Jezzi R., Notari B., Kotelnikov G., Michailov K., Patanov V. Дата поступления заявки 16.06.1986. Опубл. 24.05.1988.
17. Патент 6362385 США. Process for obtaining light olefins by the dehydrogenation of the corresponding paraffins. Iezzi R., Bartolini A., Buonomo F., Kotelnikov G., Bespalov V. Дата поступления заявки 23.07.1998. Опубл. 26.03.2002.
18. Егорова С.Р., Катаев А.Н. и др. // Катализ в промышленности. 2009. № 6. С. 48.
19. Ющенко В.В. // Журнал физической химии. 1997. Т. 71. № 4. С. 628.
20. Cavani F., Koutyrev M. et al. // Journal of Catalysis. 1996. № 158. Р. 236.
21. Hideyuki Oka, Hiroshi Ohki // Analytical sciences. 2010. Vol. 26. P. 411.
22. Satoshi Satо, Toshiaki Sodesawa et al. // Journal of Molecular Catalysis. 1991. Vol. 66. P.
23. Lippmaa Е., Magi М. et al. // Journal of American Chemical Society. 1981. Vol. 103. P. 4992.
24. Lindblad M., Root A. // Preparation of Catalysts. 1998. Vol. VII. P. 817.
25. McMillan M., Brinen J.S. et al. // Colloids and Surfaces. 1989. № 38. Р. 133.
26. Engelhardt G., Michel D. High resolution solid-state NMR of silicates and zeolites. Chichester: John Wiley. P. 485.
27. Iengo P., Di Serio M. et al. // Applied Catalysis A: General. 1998. № 170. P. 225.
28. Finocchio Е., Busca G. et al. // Catalysis Today. 1997. № 33. Р. 335.
29. Паукштис Е.А. Инфракрасная спектроскопия в гетерогенном кислотно-основном катализе. Новоси-
30. бирск.: Наука, 1992. 255 с.
31. Свиридов Д.Т., Свиридова Р.К., Смирнов Ю.Ф. Оптические спектры ионов переходных металлов. М.: Наука, 1976. 266 с.
32. Weckhuysen B.M., Wachs I.E. et. al. // Chem. Rev. 1996. № 96. Р. 3327.
33. Zaki M.I., Fouad N.E. et al. // Applied Catalysis. 1986. № 21. Р. 359.
34. Weckhuysen B.M., Verberckmoes An.A. et al. // Journal of Catalysis. 1997. № 166. Р. 160.
35. Mentasty L.R., Gorriz O.F. et al. // Ind. Eng. Chem. Res. 1999. № 38. Р. 396.
36. Mougin J., Le Bihan T. et al. // Journal of Physics and Chemistry of Solids. 2001. № 62. Р. 553.
37. Стайлз Э.Б. Носители и нанесенные катализаторы. Теория и практика. Пер. с англ. М.: Химия. 1991.
38. с.
39. Weckhuysen B.M., Schoofs B., Schoonheydt R.A. // Journal of the Chemical Society, Faraday Transactions. 1997. № 93(11). P. 2117.
40. Weckhuysen B.M., Verberckmoes A.A. et al. // Journal of Molecular Catalysis A: Chemical. 2000. № 151. Р. 115.
41. Airaksinen S.M.K., Krause A.O.I. et.al. // Physical Chemistry Chemical Physics. 2003. Vol. 5. P. 4371.
42. Grunert W., Saffert W. et al. // Journal of Catalysis. 1986. Vol. 99. P. 149.
43. Hakuli A., Kytökivi A. et al. // Journal of Catalysis. 1996. Vol. 161. P. 393.
44. Hakuli A., Kytökivi A. et al. // Applied Catalysis A: General. 2000. Vol. 190. P. 219.
45. Hakuli A., Harlin M.E. et al. // Journal of Catalysis. 1999. Vol. 184. P. 349.
46. De Rossi, S., Casaletto et. al. // Applied Catalysis A: General. 1998. P. 167. P. 257.
47. Puurunen R.L., Weckhuysen B.M. et.al. // Journal of Catalysis. 2002. Vol. 210. P. 418.
48. Carra S., Ugo R., Zanderighi L. // Inorganica Chimica Acta Reviews. 1969. Vol. 3. P. 55.
49. Puurunen R.L., Airaksinen S.M.K., Krause A.O.I. // Journal of Catalysis. 2003. Vol. 213. P. 281.
50. Петров И.Я., Трясунов Б.Г. // Журнал неорганической химии. 1996. Т. 35. № 5. С. 1347
51. Rombi E., Cutrufello M.G. et al. // Applied Catalysis A: General. 2003. № 251. P. 255.
52. Буянов Р.А. Закоксование катализаторов. Новосибирск: Наука. 1983. 208 с.
Review
For citations:
Bekmuhamedov G.E., Egorova S.R., Lamberov A.A. Influence of silicon oxide structures on the activity of alumino-chrome catalyst in the dehydrogenation of isobutane. Kataliz v promyshlennosti. 2013;(6):41-51. (In Russ.)
Views:
652
Email this article 