Разработка катализаторов на основе оксида алюминия для процессов получения олефинов из спиртов, страница 48

Таблица 5.1.

Энергия активации в реакции дегидратации бутанола.

образец	% Э(IV)/Al, по молям		% ЭO2(IV), по массе	Ea(кДж)
γ-Al2О3		0	0	115
γ-Al2О3 с Si	I	1.6	1.8	200
γ-Al2О3 с Zr		1.6	3.0	95
γ-Al2О3 с Ti		1.6	2.4	110
γ-Al2О3 с Si	II	2.4	2.8	70
γ-Al2О3 с Zr		2.4	5.5	65
γ-Al2О3 с Ti		2.4	3.6	75

Рис. 5.7. Логарифмическая зависимость скорости образования бутиленов от обратной температуры реакции.

5.1.2. Исследование влияние модифицирующих добавок на активность оксидов алюминия, полученных промышленными методами.

Как отмечалось в обзоре литературы (раздел 1.2), известно большое количество катализаторов исследованных в процессе дегидратации низших спиртов.

Так как, перед нами стояла задача разработки недорогого и эффективного катализатора для получения низших С₂-С₄ олефинов из спиртов в промышленных масштабах, то при анализе литературных данных, основное внимание уделялось их активности, селективности и стабильности, а также простоте производства и низкой стоимости. Лучше всего этим требованиям отвечают катализаторы на основе оксидов алюминия. Стоимость оксидов, полученных по алкоголятной технологии высокая. Поэтому в реакции дегидратации этанола нами были протестированы два индивидуальных оксида алюминия, полученных методами переосаждения (А-1 и ВГО-1) и три образца, полученные гидратацией продуктов термической активации гидраргилита (AOK-78-59, AOK-63-25 и АОК-63-22). Было установлено, что активность и селективность оксидов алюминии зависит от способа получения, температуры реакции и времени контакта. Данные по каталитической активности этих образцов представлены в таблицах 5.2 и 5.3.

Таблица 5.2.

Активность индивидуальных оксидов алюминия в реакции дегидратации этанола.

Шифр образца	Т = 400°С				Т = 370°С
	Х C2H5OH	S C2H4	S АЦА	S ДЭЭ	Х C2H5OH	S C2H4	S АЦА	S ДЭЭ
А-1	91.3	90,5	3,0	6,5	75,6	64,1	1,6	34,3
ВГО-1	88,3	86,5	1,7	11,8	79,7	70,9	1,5	27,6
AOK-63-22	85,9	83,3	2,6	14,1	73,6	53,1	1.2	45,7
AOK-78-59	80,8	77,9	2,8	19,2	74,1	46,1	1.1	52,8
AOK-63-25	73,3	64,9	1,9	33,2	67,1	37,8	1,4	60,7

X-конверсия этанола; S – селективность; АЦА – ацетальдегид; ДЭЭ – диэтиловый эфир. Условия эксперимента – V_кат. = 1 см³; τ(время контакта) = 0,3 с.

Экономические оценки показывают, что процесс дегидратации этанола становится рентабельным, при конверсии этанола близкой к 100%, и селективности по этилену не менее 90%. Увеличивая время контакта с 0,3 до 1,2 с, что на индивидуальных оксидах алюминия возможно получить необходимые результаты (Табл. 5.3).

Таблица 5.3.

Влияние времени контакта на активность оксидов алюминия в реакции дегидратации этанола.

Шифр образца	T=400°C
	τ (с)	Х C2H5OH	S C2H4	S АЦА	S ДЭЭ
AOK-63-22	0,3	86,0	83,3	2,6	14,1
	0,6	99,3	95,4	4,4	0,1
	1,2	99,9	95,9	3,9	0,1
А-1	0,3	91.3	90,5	3,0	6,5
	0,6	99,5	96,3	3,6	0,1
	1,2	99,9	96,0	3,9	0,1