Введение к работе
Актуальность проблемы. Каталитическое окислительное дегидрирование углеводородов является одним из перспективных направлений современной нефтехимической промышленности.
Разработка катализаторов и процессов окислительного дегидрирования углеводородов различных классов проводится во всех странах с развитой промышленностью синтетического каучука, однако реальные практические и теоретические успехи к моменту качала наших исследований были достигнуты только в окислительном дегидрировании олефинов.
Окислительное дегидрирование парафиновых углеводородов ввиду меньшей, по сравнению с олефинами, реакционной способностью является значительно более трудной задачей. В то же время одностадийное окислительное дегидрирование н-бутана и изопентана в дивинил и изопрен соответственно является самым экономичным вариантом получения этих важнейших мономеров промышленности GK.
Цикл исследований, проводимых совместно ИНХП и ИНФХ АН Азерб.Респ..позволил предложить для практической реализации новые высокоэффективные оксидные контакты для процессов одностадийного окислительного дегидрирования н-бутана и изопентана.. В подборе этих систем преобладал, в основном, эмпирический подход, установленные теоретические закономерности носшш фрагментарный характер. Отсутствовали достаточно надежные экспериментальные данные о механизме вхоадения кислорода в продукты парциального и деструктивного окисления, о путях их образования, структуре поверхностных поомежуточных соединений, роли отдельных фаз. Какие-либо научно обоснованные принципы подбора оксидных катализаторов для реакций одностадийного окислительного дегидрирования парафиновых углеводородов С4-Сс не были сформулированы. Решение этих проблем в немалой степени способствовало бы созданию научных основ процессов окислительного дегидрирования парафиновых углеводородог,.
Цель работа. Разработка методики подбора катализаторов для реакций одностадийного окислительного дегидрирования парафиновых углеводородов, изучение их закономерностей с исполь-
зованием комплекса современных физико-химических методов.
Научная новизна. Выполнено комплексное исследование реакций одностадийного окислительного дегидрирования н-бутана в дивинил и изопентана в изопрен,установлены их основные закономерности и механизм. Охарактеризованы оптимальные составы катализаторов одностадийного окислительного дегидрирования парафиновых углеводородов С4- Сс. Для их подбора предложено применять метод температурно-программированнои десорбции. Обнаружено новое нетривиальное явление - резкое снижение'температуры катализа при введннии в реакционную зону аммиака.
Практическая ценность. Предложен экспрессный метод подбора высокоактивных каталитических систем для процессов одностадийного окислительного дегидрирования парафиновых углеводородов С4- Сс на оксидных катализаторах, основанный на термоде-сорбционных данных. Этот метод может быть с успехом использован для других гру;.а каталитических реакций и катализаторов.
Эффект понижения температуры катализа при проведении процесса окис, чтельного дегидрирования парафиновых углеводородов в присутствии аммиака, и, как следствие, практическое отсутствие образования продуктов окислительной деструкции, создает реальные предпосылки для организации в дальнейшем полностью безотходных производств дивинила и изопрена.
Публикаций. По материалам диссертации опубликовано 10 статей и тезисов докладов.
Апрбация работы. Материалы диссертационной работы были доложены на: У конференции по окислительному гетерогенному катализу, Баку, 1981г.; У-ой Закавказской конференции по адсорбции и хроматографии, Баку, 1982г; УІ Закавказской конференции по адсорбции и хроматографии, Ереван, 1984г.; УП-ой Закавказской конференции по ьдсорбции и хроматографии, Тби--лиси, 1986г.; X Всесоюзной школе-семинаре "Применение оптической спектроскопии в адсорбции и каталізе", Ленинград, 1988г.; УІ Всесоюзной конференции па окислительному гетерогенному катализу, ^аку, 1988г.
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, выводов и списка цитированной литературы.