Preview

Катализ в промышленности

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков
Том 17, № 3 (2017)
Скачать выпуск PDF

ОБЩИЕ ВОПРОСЫ КАТАЛИЗА

178-183 115
Аннотация

В бескислородном пиролизе метана исследованы термостабильные оксидные (Al2O3, ZrO2, MgO и CaO) катализаторы, нанесенные на резистивный носитель – карборунд. Добавление MgO, ZrO2 и Al2O3 к чистому карборунду приводит к значительному увеличению конверсии метана и селективности по ацетилену. При этом нанесение СаO, наоборот, в целом снижает активность нанесенных катализаторов. Максимальная селективность по ацетилену 23,6 % была получена на катализаторе MgO/SiC при конверсии метана 68 % при t = 1290 °С. Исследование образца MgO/SiC показало, что в течение более 4 ч работы в пиролизе метана (15 % СН4 в азоте) при температуре 1300 °С катализатор сохранял свои каталитические характеристики (степень превращения метана ≈69 % и селективность по ацетилену ≈22 %) и не разрушался, что связано с отсутствием углеродной коррозии резистивного носителя карборунда в сравнении с металлическими катализаторами.

КАТАЛИЗ В ХИМИЧЕСКОЙ И НЕФТЕХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

184-200 140
Аннотация

Проанализированы литературные данные по исследованиям каталитических реакций прямого превращения метана в востребованные химические продукты (Н2, С2+ углеводороды, метанол, формальдегид и более высокие оксигенаты). На настоящий момент процессы на основе этих реакций не реализованы в промышленности. Для каждой из реакций выявлены каталитические системы, на которых достигаются максимальные показатели (прежде всего, выход целевых продуктов), а также определена степень приближения их к уровню, при котором возможна коммерциализация процесса. В ближайшее время наиболее вероятными для опытно-промышленного освоения можно считать процессы получения С2+ и алкилароматических углеводородов путем окислительной конденсации (димеризации) метана и в результате реакции метана с алканами С3–С6 соответственно. Благодаря значительному прогрессу в разработке новых модификаций цеолитов и алюмосиликатов может быть решена проблема, связанная c быстрой дезактивацией катализаторов при получении углеводородов бензиновой фракции метилированием олефинов. Основными ограничениями для реализации процесса пиролиза метана до углерода и Н2 являются недостаточный спрос на получаемые разновидности углеродных материалов, а также низкие прочностные характеристики имеющихся катализаторов в случае проведения процесса в подвижном слое. Для ряда продуктов (метанол, формальдегид) выходы не достигают необходимых для коммерциализации значений, для других (высшие оксигенаможность их получения.

201-209 236
Аннотация

В работе представлены результаты по изучению железоникелевого катализатора парового риформинга метана, полученного методом эпитаксиального формирования покрытия на поверхности сферических гранул промышленного γ-Al2O3. Показано, что катализатор проявляет устойчивость к присутствию сероводорода в парогазовой смеси. Степень превращения метана в процессе конверсии близка к равновесной при давлении 2,0 МПа, температуре 800 °С, Н2О : СН4 = 2 : 1, объемной скорости подачи сырья 6000 ч–1 и концентрации H2S 30 ppm. Методами РФА, просвечивающей электронной (ПЭМ) и мессбауэровской спектроскопии изучены эволюция структуры и фазовое состояние активных компонентов системы. Формирование на поверхности катализатора парамагнитных кластеров оксида железа, прочно связанных со структурой носителя, и частиц железоникелевого сплава FeNi3 определяет полифункциональные свойства катализатора, обладающего высокой активностью как в паровом риформинге метана, так и в окислительном разложении сероводорода до элементной серы.

210-219 120
Аннотация

Гидрирование/дегидродеоксигенация метилзамещенных карбонильных соединений при сохранении изомерной структуры продукта представляет интерес как способ регулирования содержания кислорода и повышения химической стабильности компонентов моторного топлива. Интеграция в одном реакционном пространстве двух катализаторов, катализатора гидрирования и катализатора дегидратации, является ярким примером положительного влияния протекающих на катализаторах процессов друг на друга. По сравнению с Ni-катализатором превращение 2,4-диметил-3-пентанона на композитной загрузке Ni-катализатора с цеолитом сопровождается увеличением скорости гидрирования и стабильности работы каталитического слоя в несколько раз. При этом наблюдается полная гидродеоксигенация исходного кетона. Такая композитная загрузка может быть эффективной заменой бифункциональных катализаторов.

КАТАЛИЗ В НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

220-227 105
Аннотация

Проведен краткий анализ современного состояния процессов получения моторных топлив на основе последовательных реакций олигомеризации и гидрирования непредельных углеводородов. Рассмотрены новые катализаторы гидроолигомеризации бутенов на основе бифункциональных систем NiO/В2O3-Al2O3, PdO/В2O3-Al2O3, MoO32O3-Al2O3. Показано, что наилучшие показатели процесса (выход жидких продуктов С5+ 67 мас.% при степени превращения бутенов более 90 %) обеспечивает катализатор PdO/В2O3-Al2O3, предварительно восстановленный в среде водорода. Показана принципиальная возможность гидроолигомеризации ацетилена на катализаторе NiO/B2O3-Al2O3. Установлено, что для гидроолигомеризации ацетилена, как и для олигомеризации этилена, принципиальным является наличие в катализаторе катионов никеля (II), химически связанных с поверхностью носителя.

ОТЕЧЕСТВЕННЫЕ КАТАЛИЗАТОРЫ

228-235 120
Аннотация

Цель исследования – разработка катализаторов гидроизомеризации на основе наноразмерных карбидов молибдена. Такие катализаторы устойчивы к воздействию сернистых соединений, с их использованием возможно получение низкозастывающих дизельных топлив с такими же показателями, как при использовании платиносодержащих катализаторов. Для нового типа катализаторов в данной части работы синтезированы кислотные носители, различающиеся типом пористой структуры, количеством бренстедовских кислотных центров и их силой: силикоалюмофосфат SAPO-31, цеолит ZSM-12, модифицированный цеолит Beta, десилицированный цеолит ZSM-5. С помощью адсорбционных методов, ТПД аммиака, ЯМР-спектроскопии, СЭМ исследованы физико-химические свойства носителей.

236-242 119
Аннотация

 

Цель данной работы – разработка нового катализатора гидроизомеризации на основе карбидов молибдена, устойчивого к воздействию сернистых соединений и обеспечивающего получение низкозастывающих дизельных топлив с такими же показателями, как при использовании платиносодержащих катализаторов. В первой части работы были синтезированы и изучены носители различной пористой структуры и кислотности (Beta, ZSM-5, ZSM-12, SAPO-31). Во второй части работы исследованы бифункциональные катализаторы, приготовленные модифицированием этих носителей наноразмерными карбидами молибдена. Содержание Мо2С в образцах одинаково (10 % в пересчете на МоО3). Проведено испытание катализаторов в модельной реакции гидроизомеризации н-декана. Наиболее эффективным оказался катализатор на основе силикоалюмофосфата ATO (SAPO-31). С целью оптимизации его состава приготовлены укрупненные партии образцов с разным содержанием Мо2С (5, 7 и 10 % в пересчете на МоО3). Исследованы их каталитические свойства в процессе гидроизомеризации реальных дизельных фракций. Выявлено оптимальное содержание Мо2С (7 мас.%) в бифункциональном катализаторе.

КАТАЛИЗ И ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

243-251 144
Аннотация

С целью разработки эффективного катализатора для глубокого окисления хлорированных углеводородов приготовлены образцы твердофазных катализаторов на основе V2O5, CuCl или V2O5/CuCl, различающиеся методом синтеза Al2O3, используемого в качестве носителя, и содержанием активных компонентов. Определены их химический (ААС-ИП) и фазовый (РФА) составы, текстурные характеристики (метод БЭТ). Изучена каталитическая активность в реакции глубокого окисления хлорбензола (ХБ) в области температур 300–600 °С. Испытания проводили в проточном кварцевом трубчатом реакторе на воздушных смесях. Каталитические свойства образцов оценивали по конверсии ХБ, селективности по СО2 и константе скорости реакции окисления, рассчитанной по уравнению первого порядка по ХБ. Показано, что влияние текстуры носителя на конверсию ХБ более существенно при 350 °С, чем при 400 °С, за исключением образцов с низким содержанием V2O5 (1,5–2,5 мас.%). Наиболее высокую активность обеспечивает носитель, полученный осаждением из водно-спиртового раствора хлорида алюминия. Использование катализаторов на его основе позволяет уменьшить загрузку катализатора в сравнении с образцами на основе γ-Al2O3 и аморфного оксида алюминия. Наиболее высокая селективность по СО2 (91 %) в реакции окисления ХБ получена на катализаторах на основе аморфного оксида алюминия, в связи с чем этот носитель представляет интерес для дальнейших исследований.

ИНЖЕНЕРНЫЕ ПРОБЛЕМЫ. ЭКСПЛУАТАЦИЯ И ПРОИЗВОДСТВО

252-257 121
Аннотация

В статье приведены результаты экспериментальных исследований процесса дегидратации трет-бутилового спирта (ТБС). Получены зависимости конверсии ТБС от температуры проведения процесса, содержания спирта в исходной смеси, температуры сырьевого потока на катализаторах КУ-2ФПП и Purolite CT275. Установлено, что выход изобутилена более всего зависит от количества тепла, подаваемого в реакционную зону. Показано, что формирующийся в слое катализатора противоточный режим течения фаз не позволит интенсифицировать процесс за счет применения более активного катализатора. Экспериментально подтверждено, что организация в реакционной зоне реакционно-ректификационного промышленного аппарата прямоточной схемы движения потоков позволит повысить его производительность за счет применения мелкозернистого катализатора Purolite CT275.

ХРОНИКА



ISSN 1816-0387 (Print)
ISSN 2413-6476 (Online)