Distribution of alkali promoters in the structure of iron oxide catalyst for dehydrogenation
Abstract
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.
About the Authors
L. G. Anikanova
ФГБОУ ВПО «Ярославский государственный технический университет»
Russian Federation
Russian Federation
N. V. Dvoretskiy
ФГБОУ ВПО «Ярославский государственный технический университет»
Russian Federation
Russian Federation
References
1. 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.
2. 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.
3. 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.
4. Дворецкий Н.В., Аниканова Л.Г. Устойчивость полиферритов калия и цезия // Известия вузов. Химия и химическая технология. 2011. Т. 54. № 9. С. 64—66.
5. 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.
6. 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.
7. Котельников Г.Р. Технологии катализаторов дегидрирования и некоторые проблемы оптимизации // Журнал прикладной химии. 1997. Т. 70. № 2. С. 276—283.
8. 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.
9. 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.
10. 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.
11. 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.
Review
For citations:
Anikanova L.G., Dvoretskiy N.V. Distribution of alkali promoters in the structure of iron oxide catalyst for dehydrogenation. Kataliz v promyshlennosti. 2012;(4):18-23. (In Russ.)
Views:
756
Email this article 