Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Катализаторы неполного окисления пропана на основе силикагеля Ульянова Марина Александровна

Катализаторы неполного окисления пропана на основе силикагеля
<
Катализаторы неполного окисления пропана на основе силикагеля Катализаторы неполного окисления пропана на основе силикагеля Катализаторы неполного окисления пропана на основе силикагеля Катализаторы неполного окисления пропана на основе силикагеля Катализаторы неполного окисления пропана на основе силикагеля Катализаторы неполного окисления пропана на основе силикагеля Катализаторы неполного окисления пропана на основе силикагеля
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Ульянова Марина Александровна. Катализаторы неполного окисления пропана на основе силикагеля : ил РГБ ОД 61:85-5/3476

Содержание к диссертации

Введение

1. Физико-хиыические основы процессов окисления низших углеводородов

1.1. В механизме окисления низших предельных углеводородов 6

1.2. Катализаторы окисления углеводородов

1.2.1. Принципы подбора катализаторов неполного окисления 16

1.2.2. Физико-химические свойства силикагелей и обоснование их использования в качестве катализаторов 22

1.3. Влияние условий приготовления нанесенных катализаторов на их активность 28

2. Исследование каталитических свойств силикагелей в процессе неполного окисления пропана

2.1. Выбор и описание установки 31

2.2. Анализ продуктов реакции 41

2.3. Каталитические свойства силикагелей в процессе неполного окисления пропана 45

2.4. Влияние пористой структуры катализатора на процесс неполного окисления пропана 63

2.5 Влияние примесей гомологов пропана на процесс его гетерогенного окисления 73

3. Синтез и исследование катализаторов неполного окисления пропана 79

3.1. Обоснование выбора активных компонентов каталитических систем 79

3.2. Синтез катализаторов на основе оксидов фосфора, бора, ыолибдена и силикагеля 81

3.3. Влияние фосфорсодержащих добавок на активность силикатных и бормолибденсиликатных систем:. 82

3.4. Влияние условий приготовления на активность катализаторов неполного окисления пропана. 92

3.5. Рекомендации по производству катализатора неполного окисления пропана 111

4. Рекомендации по производству акролеина

4.1. Схема производства акролеина из пропана 114

4.2. Ориентировочная оценка экономической эффективности использования предлагаемого катализатора 116

Выводы 121

Литература 123

Введение к работе

В настоящее время около 90# химических продуктов производится с использованием катализаторов Значительная доля катализаторов - неорганические вещества, а именно металлы, оксиды, соли, неорганические кислоты, комплексные соединения и т.д. Производство катализаторов представляет собой самостоятельную отрасль технологии неорганических веществ, в значительной степени определяющую уровень развития химической, нефтехимической и других отраслей промышленности.

Широко применяются катализаторы в процессах окисления многих органических веществ. К числу получаемых при этом важнейших кислородсодержащих соединений,используемых в производстве многих видов пластических масс и синтетических волокон относятся акролеин и ацетальдегид. Одним из наиболее крупнотоннажных продуктов промышленности органического синтеза является ацетон, который, используется в производстве метилакрилата, метакриловой кислоты, ацетатов целлюлозы.

В настоящее время производство этих продуктов осуществляется сложными многостадийными методами, например, акролеин получают окислением пропилена, ацетон разложением кумола (изопро-пилбензола). Эти продукты можно производить и в одну стадию) неполным каталитическим окислением пропана.

Как известно,основная часть низших предельных углеводородов в наши дни используется в качестве топлива и только 1% мировой добычи природного газа используется для производства химических продуктов. По прогнозам специалистов к 2000 году эта доля возрастет до 15 20# Л/ и большинство органических продуктов будут получать из нефти и природного газа. Увеличение удельного веса каталитических процессов при переработке природного и по путного газов, в о со бенности,риформинга приводит к увеличению пропановой фракции до 28-30# в газообразных продуктах переработки. Кроме того, нефтяные фракции в пределах от до 150° содержат значительные количества низших углеводородов. По аналогии с уже осуществленными в промышленности методами окисления непредельных соединений (этилен в окись этилена, пропилен в акролеин, бутен в малеиновый ангидрид) можно предположить при использовании в качестве сырья дешевых предельных углеводородов селективных и активных катализаторов - большие выходы по целевым продуктам Для осуществления процесса одностадийного окисления в карбонилсодержащие продукты были предложены два типа катализаторов:

- гомогенные (оксиды азота, галогены и галогеноводороды и т.д.)}

- гетерогенные.

Недопустимость присутствия гомогенных катализаторов в продуктах реакции, трудность их выделения, коррозионное воздействие их на аппаратуру побуждает разработку активных и селективных гетерогенных катализаторов.

Неполное гетерогенное окисление пропана является малоизученным процессом. Значительные трудности трактовки механизма протекающих реакций, отсутствие надежных кинетических закономерностей ограничивают возможность научного подбора катализаторов.

Целью данной работы являлось разработка катализаторов неполного окисления пропана на основе анализа представлений о механизме процесса, физико-химических свойств поверхности твердых тел и исследование влияния условий приготовления на их свойства в изучаемом процессе.  

Физико-химические свойства силикагелей и обоснование их использования в качестве катализаторов

В последние годы все большее применение находят силикагели в качестве адсорбентов, носителей для рада катализаторов (напри мер, полимеризации олефинов /85/, ароматизации /76/, окисления пропилена /34,86/, олигомеризации /87/) и как собственно катализатор /88/ для окислительного аммонолиза.

Столь широкое применение силикагеля обусловлено /80/: 1. возможностью в широких пределах изменять величину поверхности, что позволяет сравнительно легко получать желаемую пористую структуру, оптимальную для данного процесса 5 2. высокой термостойкостью, вследствии чего он может быть использован в широком интервале температур.

Силикагель представляет собой твердую поликремневую кислоту, получающуюся в процессе поликонденсации в водном растворе с последующей коагуляцией и образованием золя, затем геля» В зависимости от рН осаждения, от режимов промывки и сушки можно получить силикагель с различным распределением пор. После высушивания образуется твердое тело с направильной трехмерной сеткой, состоящей по одним предположениям из цепей /90/, а по другим, более распространенным /89,91-96/, из сферических частиц, кремнезема - глобул. С увеличением числа частиц; и возникновением прочных связей между ними образуется жесткий кремнекислородный каркас. Поры представляют собой промежутки между частицами (глобулами); размер пор и их объем определится размером частиц и плотностью их упаковки /89,91-96/ Частицы, вступая в дальнейшую реакцию поликонденсации, являются гидратировэнными поликремневыми кислотами, в которых тетраэдрическая координация кремния завершается ОН-группами. Такие ОН-группы остаются и на поверхности силикагеля, где первичные частицы не прореагировали между собой /92,97/, часть ОН- групп взаимодействуют друг с другом с образованием водородных связей /98/:

Наличие ОН-групп на поверхности силикагеля обуславливает его реакционноспособность /91,92/. По мнению Айлера в обычных условиях они диссоциируют только по кислотному типу /92/. Ионизированы они слабо, приблизительно в той же степени, что и QH--группы кремневой кислоты В процессе термообработки, при температурах более 300С происходит образование валентно-ненасыщенных атомов кремния /91,99/: что по мнению А.В»Киселева, В.Б#Алесковского так же может влиять на каталитическую активность. С точки зрения этих ученых продукт глубокого обезвоживания, очевидно представляет собой крем-некислородный "макрорадикал" [SiO ] . Благодаря сильному сопряжению свободных связей, активность кремнекислородного ймак-рорадикала" не очень высока. Сопряжение,вероятно,происходит при колебании атомов кислорода с достаточно большой амплитудой Удаление функциональных групп в условиях, при которых невозможно их замещение и разрушение "макрорадикала", приводит к выделению последнего в свободном состоянии. Согласно В«ВВоеводскому /ЮС/ в "макрорадикалеи как и в обычном радикале "свободные валентности" способны мигрировать и замыкаться, встречаясь друг с другом Концентрация их может изменяться как под влиянием предварительной термообработки, так и в процессе самой реакции В.Б.Алесковский утверждает /99/, что наибольшая концентрация этих "свободных валентностей" имеет место в ходе самого гетерогенного процесса - в момент его максимальной скорости, т е. они могут существовать в повышенных: концентрациях только пока идет реакция Согласно теории Н Н.Семенова, роль этих радикалов в каталитическом процессе сводится к облегчению зарождения и продолжения цепей в качестве одного из участников элементарных стадий развития цепи на поверхности В соответствии с этим их свойства, как участника каталитической реакции определяются структурой и составом поверхности При прокаливании силика-геля происходит не только изменения характера поверхности, но и изменение пористой структуры На основании ряда работ /IQI-I03/ был сделан вывод, что изменение структуры силикагелей при их термической обработке сводитея,главным образом,к изменению размеров, формы, взаимного расположения и связей, образующих скелет катализатора первичных частиц (глобул), иными словами происходит срастание (спекании) частиц по местам контакта их друг с другом, сопровождающееся образованием губчатой структуры, а в пределе - непористого материала. Спекание приводит, как правило, к сокращению удельной поверхности, которая неуклонно падает по мере спекания На процесс спекания,главным образом, влияют режимы термообработки и наличие в исходном образце примесей, особенно, солей щелочных металлов Как показала В.АДзисько с сотрудниками /I0V высокочистый силикагель, который при температурах ниже 1000С фазовых превращений не претерпевает, термостабилен и сохраняет неизменную поверхность до 950С, При введении в силикагель ионов щелочных и прочих металлов термостабильность резко снижается, кроме того, при более низких температурах возможно образование кристаллической фазы /105/. Исследование, проведенное С.К.Руба-ником с сотрудниками /IQ6/, показало, что введение в силикагель ионов натрия вызывает изменение характера ИК-спектров,которое авторы объясняют увеличением прочности связи Si-0 , что в свою очередь обусловливает ослабление связей Si-0"Si в крем-нийкислородном каркасе. Из этого авторы делают вывод, что спекание и кристаллизация силикагеля в присутствии катионов обусловлены увеличением подвижности Si Оя вследствие уменьшения степени ковалентности связей Ьі-О-Вів каркасе силикагеля»

На характер процесса спекания очень сильно влияет исходная пористость, В области температур до 800С крупнопористая структура является термически более устойчивой, чем мелкопористая /107/. По-видимому, можно утверждать, что чем больше размер пор у исходного образца, тем меньше будет относительное сокращение его поверхности при нагревании. При более высоких температурах эти различия, вследствие выравнивания коэффициентов объемной и поверхностной диффузии вещества, сглаживаются, и процесс спекания образцов, независимо от их исходной структуры, протекает не только с одинаковой скоро стью но и с соблюдением пропорциональности в изменениях удельной поверхности и объема пор.

Каталитические свойства силикагелей в процессе неполного окисления пропана

Среди продуктов реакции обнаружены акролеин, ацетон, пропионовый альдегид, оксид и диоксид углерода, метан, следы этилена. На основании данных хромаюграфического анализа и литературных данных мы предлагаем условную схему протекающего на силикатных катализаторах процесса окисления пропана: І. СаН» —Нгі-СзНб

При сравнении зависимостей суммарного выхода продуктов неполного окисления (рис.6,8), общей степени превращения и селективности образования этих продуктов (рис.7,9) от температуры видно, что максимальной активностью по карбонилсодергащии соединениям обладают среднепористый КСС-3 и крупнопористый KGK-2,5, меньшую активность имеют СГ-І, СГ-2 и КСМ-5. Использование в качестве катализатора KCK-I повышает суммарную степень превращения пропана до 50-6056, но селективность образования карбонил со держащих соеди нений при температурах вше 550 С значительно ниже, чем для КСС-3 и КСК-2,5 (рис.7).

Подобную зависимость можно объяснить на основании представлений об оптимальной длине цепи радикальных гомогенных реакций, протекающих в макропорах катализатора, а точнее в порах радиусом более 50 ны. Содержание таких пор максимально в образцах СГ-2 и СГ-І (рис.3), но удельная поверхность их крайне мала. Увеличение удельной поверхности повышает скорость генерирования радикалов, следовательно, в условиях эксперимента эта стадия является преимущественно гетерогенной При дальнейшем увеличение количества мелких пор,диаметром менее длины свободного пробега, образующихся в процессе окисления радикалов,повышает вероятность их рекомбинации. Этим обстоятельством можно объяснить снижение активности мелкопористых образцов (рис.8) Анализируя выход продуктов полного окисления (рис.10), можно сделать вывод о преобладании стадий последовательного окисления. Для силикагелей СГ-І и СГ-2 , имеющих небольшую удельную поверхность, выход карбонилсодержащих соединений мал и составил в интервале рабочих температур 5-Ю т/vr C Hs а ПРИ і в 650 С около 30 т/гг C Hg , что соизмеримо с данными при гомогенном окислении пропана /32/ и в слое кварца с размером частиц 0,6-0,8 мм. При этом выход СО 2, также незначителен. Как видно из табл.1, выбранные образцы отличаются по содержанию ряда примесей. Это обстоятельство не позволило сопоставить активность с химическим составом.

На основании проведенных экспериментов было сделано заключение о возможности направленного воздействия на активность и селективность катализаторов неполного окисления углеводородов посредством оптимизации пористой структуры с точки зрения соотношения мелких пор и пор макроразмеров, в которых происходит развитие цепей определенной длины, не приводящее к заметному доокисле-нию целевых продуктов.

На примере силикагелей КСС-3, KGK-I исследована зависимость активности от фракционного состава катализатора (рис.ІІ-ІЗ). Наличие экстремальных значений при сравнении образцов с различным диаметром зерна подтверждает выводы о том, что процесс окисления пропана имеет гетерогенно-гомогенный характер. Із рис.II,12 следует, что с уменьшением диаметра зерна выход растет, достигая большего значения на образцах с частицами 1,6-2,0 мм, дальнейшее уменьшение размеров ведет к снижению выхода и уменьшению оптимальной температуры процесса.

Если бы процесс неполного окисления пропана протекал по чисто гетерогенному механизму, то увеличение размеров зерна катализатора могло вызвать лишь снижение выхода карбонилсодержащих соединений, вследствие перехода процесса из кинетической во внутри-диффузионную область. Если же процесс протекает по гетерогенно-гомогеннону механизму, то с изменением диаметра зерна катализатора выход карбонилсодержащих соединений должен проходить через максимум, соответствующий оптимальному среднему размеру зазорш между зернами, в которых преимущественно протекают гомогенные радикально-цепные стадии процесса /40/. различие выходов карбонилсодержащих соединений и оптимальной температуры при сходных фракционных составах силикагелей разных марок подтверждает данные о существенном вкладе их пористой структуры в характер протекания процесса.

Испытание активности частиц разного зернения (рис.13) показало, что наряду с влиянием размера зерна в подобных процессах большое значение имеет ширина фракционного состава катализатора Из рис.13 следует, что с увеличением ширины фракции, при сохранении среднего диаметра зерна увеличивается выход карбонилеодер-жащих соединений. Подобное обстоятельство позволяет предположить наличие оптимального распределения зазоров между зернами катализатора, регулирующих длину цепей различных стадий гомогенной области. Из-за сложности механизма равветвленно-вырожденного окисления представляется целесообразным проводить процесс в слое катализатора с большим диапазоном зазоров.

На основании проведенных экспериментов можно сделать вывод, что при сравнении каталитических свойств различных марок силика-геля определяющее значение имеет пористая структура. Перспективными, с точки зрения, дальнейших исследований являются силикаге-ли КСК-2,5 и KCG-3. Большой интерес представляет исследование образцов, преобладающий размер пор которых соизмерим с длиной свободного пробега, образующихся в процессе окисления радикалов, одновременно имеющих развитую поверхность и идентичный химический состав.

Синтез катализаторов на основе оксидов фосфора, бора, ыолибдена и силикагеля

В качестве основы для приготовления катализаторов были выбраны силикагели КСС-3 и КСК-2,5 с размером зерна 1,6-» 2,0 мм, как наиболее перспективные с точки зрения выхода акролеина и селективности образования карбонилсодержащих продуктов.

Для синтеза контактных масс использовали метод пропитки с одновременным упариванием раствора, позволяющий получать расчетные количества активных компонентов. Синтез включал следующие стадии: подготовку носителя, приготовление растворов, пропитку, сушку и прокалку На первой стадии силикагель подвергался дроблению и рассеву с отбором нужной фракции. Затем он пропаривался в мягких условиях, полностью исключающих изменение пористой структуры, с целью снятия механических напряжений и уменьшения растрескивания гранул при пропитке. Насыщенный парами воды силикагель заливался подготовленным горячим раствором солей. Для приготовления фосфорсили-катных катализаторов были использованы двузанещенный фосфат аммония и термическая ортофосфорная кислота. При синтезе бормолибден-фосфатных систем (БМФС) были использованы также борная кислота и гептамолибдат аммония. Выбор соединений основывался на следующем: все вещества хорошо растворимы в воде j легко разлагаются при термической обработке с образованием соответствующих оксидов.

Пропитка осуществлялась на водяной бане при постоянном перемешивании. После полного испарения катализаторы дополнительно просушивались в сушильном шкафу при температуре 120 С и затем прокаливались в муфельной печи при температуре 500 С. В ходе термообработки исходные соединения разлагались с образованием соответствующих оксидов и фиксировались в результате взаимодействия и адгезии на поверхности силикагеля.

На основании полученных данных по исследованию активности си-ликагелей за основу катализатора были выбраны КСК-2,5 и КСС-3. Катализаторы готовились по приведенной в разделе 3.2 методике. Активность их оценивалась в условиях, принятых для всей серии звпе-риментов: объемная скорость 2000 ч"1, содержание пропана на входе 10 об.#, температурный интервал 450-650 С, размер зерна 1,6 2,0 мм Результаты, полученные в ходе экспериментов, представлены на рис.22,23 и в табл.б, из которых следует, что введение фосфорсодержащей добавки приводит к уменьшению суммарной степени окисления пропана (X ), но при этом происходит возрастание селективности образования карбонилсодержащих соединений С 3 ). Помимо этого, наличие Р2О5 значительным образом изменяет соотношение среди карбонилсодержащих соединений. Количество акролеина ( С ) в смеси жидких продуктов реакции достигает 94 96$ мае, т.е. на долю ацетальдегида и пропионового альдегида приходится всего 4t б мас.# (табл.б). Такой состав смеси идентичен составу акролеина сырца/получаемого окислением пропилена на висмутмолибденовнх катализаторах. Однако, следует отметить, что падение степени окисления (табл.б) на катализаторах приготовленных обработкой КСС-3 происходит значительно быстрее, чем рост селективности Возрастание суммарного выхода по сравнению с чистым силикагелем при введении Г2.и5 для этих катализаторов не наблюдалось во всем интервале исследуемых температур (рис,22).

Ранее нами был предложен /б/ бормолибденсиликатный катализатор , который позволил получить (при использовании пропана с содержанием основного вещества 99,99 об.#) 240 г карбонилсодержащих соединений на I м3 пропущенного CsHg , с содержанием в смеси акролеина 79 мас.#, Оптимальная температура окисления при этом составила 650 С. Испытание этого катализатора с использованием пропана, содержащего 4,0 об.# бутанов показало, что выход может быть увеличен с 240 до 310 г/ir CbHs . При исследовании активности фосфорсиликатных катализаторов было установлено, что во всех случаях оптимальная температура процесса соответствует 590--600 Учитывая возрастание содержания акролеина в смеси продуктов неполного окисления при введении добавок r Os в силикагель и возможность снижения оптимальной температуры процесса, что, в свою очередь, будет сильно влиять на общую селективность окисления, представляло интерес исследование влияния фосфатных добавок на активность и селективность бормолибденсидикатных катализаторов. Полученные результаты полностью подтвердили высказанные предположения и согласуются с прежними исследованиями, что следует из табл.6 и рис.24« Суммарный выход карбонилсодержащих соединений, на таких катализаторах меньше, при меньшей степени окисления Carlj» но селективность выше, чем на фосфорсиликатных.

Применение этих катализаторов может быть перспективным в циркуляционных схемах окисления пропана, так как селективность образования акролеина на них достаточно высока и превышает данные на всех известных нам катализаторах неполного окисления пропана.

Исследование пористой структуры катализаторов, содержащих добавки оксидов фосфора бора и молибдена показало, что введение малых добавок практически не изменяет удельную поверхность. Так, SIJA.. катализатора КСК-2,5 + 0,25 мас.# Р2О5 составила 265 м /г (чистый КСК-2,5 - 275 MVr). Для катализатора ЩФС (с со-держанием Рг05-О,Ю мас.#) Sy . была равна 260 м2/г. На рис.25 представлены порограммы образцов с добавками Р2.О5 и ез них, из которых следует, что с введением фосфорсодержащих добавок несколько возрастает доля крупных пор радиусом более 500 А0 (50 нм). Эквивалентный радиус при этом не изменяется Поэтому наблюдаемые эффекты, по нашему мнению,могут, главным образом, быть связаны с изменением физико-химического характера поверхности, происходящего под воздействием фосфорсодержащих соединений. Анализ данных, полученных при термодесорбции аммиака с поверхности фосфорсили-катнаго , ШФС-катализатора и силикагеля КСК-2,5 (рис.2б) показывает, что введение в силикагель оксидов фосфора, молибдена и бора способствует увеличению суммарной кислотности при практически постоянной удельной поверхности.

Ориентировочная оценка экономической эффективности использования предлагаемого катализатора

Одностадийное окисление пропана с целью получения акролеина не имеет аналогов в отечественной и зарубежной практике. Получаемый при этом продукт производят в настоящее время двухстадийным методом через пропилен. Вследствие этого, для расчета экономической эффективности были взяты сравнительные данные по производству акролеина из пропилена на виемутыолибденовых катализаторах. В качестве базового варианта использованы технико-экономические показатели выпуска; акролеина на опытно-промышленной установке Саратовского НПО "Нитрон", мощностью 1000 т/год. Учитывая, что процесс окисления пропана принципиально возможно осуществлять на подобной установке, считаем, что изменение в себестоимости будет происходить только за счет использования другого сырья и нового катализатора. Затраты на очистку будут идентичны, так как получаемый продукт будет иметь одинаковый состав с акролеином-сырцом, полученным на висмутмолибденовом катализаторе. При годовом выпуске 10000 т часовая производительность составит 1,157 т/час акролеина. При активности катализатора 0,525 кг/іг CjHg , объемной скорости 2000 ч"1 и содержании в газовой смеси 10 об.# C ng количество катализатора, необходимое для осуществления заданной производительности,будет равно: 0,525-0,10 2000-0 7 насыпной вес катализатора 450 кг/м Для загрузки необходимо 13 х 0,45 5,8 т. Срок службы катализатора до регенерации 720час. Месячная выработка акролеина 833,3 т, тогда расходный коэффициент катализатора равен: Цена катализатора: учитывая, что катализатор приготовлен пропиткой с упариванием крупнопористого силикагеля двузамещенныы фосфатом аммония с последующей прокалкой,стоимость его будет складываться из стоимости силикагеля, которая составляет 745 р/т (ГОСТ 3956-76) /162/, стоимость (NH HPO - 345 р/т /162/ и затрат на приготовление: необходимое количество соли будет равно: По аналогии с катализатором серебро на пемзе, который готовится аналогичным способом,сумма остальных статей затрат составляет до 800 р/т катализатора, отсюда стоимость катализатора за I кг будет ориентировочно: Сумма затрат на"сырье приведена в табл.8.

Оценка сравнительной технико-экономической эффективности внедрения предлагаемого способа производства производилась исходя из "Методики определения годового экономического эффекта от создания и внедрения новой техники, изобретений и рационализаторских предложений в химической промышленности", утвержденной Минхимпромом 23,09.1978 г. по формуле: где 3 " годовой экономический эффект J 120 С и C2 - себестоимость единицы продукции по изменяемым статьям затрат; - нормативный коэффициент эффективности капиталовложений для химической промышленности, принятый 0,15; м и Ki - удельные капитальные затраты, соответственно по заменяемому и предложенным вариантам; 9 - годовой выпуск продукции. Учитывая, что в нашем случае К Кг. 9 а изменение себестоимости будет происходить за счет уменьшения затрат на сырье и вспомогательные материалы, выпуск акролеина равен 10000 т/г, то: 3 « (202,85-122,23)«10000 = 806000 р/год или около 80 Р/т продукта. Исходя из полученных данных можно, сделать вывод о явной экономической целесообразности применения предлагаемого катализатора и способа производства акролеина. 1. На основании литературных данных и современных представлений о механизме окисления низших предельных углеводородов, в качестве основы гетерогенных катализаторов неполного окисления пропана предложен силикагель. 2. Проведено исследование пористой структуры и каталитических свойств различных марок силикагеля. Установлена корреляция между гетерогенно-гомогенной составляющей процесса и долей пор, имеющих диаметр, соизмеримый с длиной свободного пробега образующихся радикалов 3. На модельных силикагелевых системах, полученных гидротермальной обработкой KGK-2,5,показано влияние пористой структуры катализатора постоянного химического состава на его активность по акролеину» 4. Показано инициирующее влияние примесей гомологов метана при окислении пропана в акролеин. Больший прирост выхода карбонилсодержащих продуктов (до 40#) получен для крупнопористых образцов катализаторов. 5. На основании представлений о характере и распределении кислотных центров на поверхности, в качестве промотирующих добавок, увеличивающих селективность окисления пропана в акролеин, предложены оксиды бора, молибдена и фосфора. 6.

На основе силикагеля КСК-2,5 синтезированы фосфорсиликатные и бормолибденфосфорсиликатные системы. Показано, что введение Palfe уменьшает степень протекания реакций полного окисления пропана 7. Установлена зависимость селективности окисления от физико-химических свойств поверхности, что подтверждается изменением суммарной кислотности при нанесении промотирующих добавок.

Похожие диссертации на Катализаторы неполного окисления пропана на основе силикагеля