Показатели селективности и производительности опытных образцов катализатора АЦУМ приведены в таблице 8. Испытания активности были проведены при четырех разных температурах 170оС, 200оС, 220оС и 230оС. Время испытаний при каждой температуре составляла в стандартных экспериментах не менее одного часа. Из таблицы 8 видно, что производительность катализаторов в реакции синтеза винилацетата из уксусной кислоты и ацетилена сильно зависит от температуры. Так повышение температуры со 170оС до 200оС приводит к увеличению производительности примерно в 3 раза, а с 200оС до 220оС в 2 раза. Селективность при этом незначительно уменьшается с 99,5 до 98 %. Необходимый уровень производительности в 300 кг/м3 и селективности (>95%), удовлетворяющий требованиям технического задания был получен на всех испытанных образцах. На наименее активном образце (АЦУМ-41,) необходимая производительность была достигнута при 230оС, на образцах (АЦУМ-42, АЦУМ-54 и АЦУМ-30, АЦУМ-52) при 220оС. На наиболее активных образцах (АЦУМ-51, АЦУМ-52, АЦУМ-58 и АЦУМ-59) необходимый уровень производительность в 300 кг/м3 был получен уже при температуре меньше <220oC – АЦУМ-59 – 205-210оС; АЦУМ-58 и АЦУМ-52 – 210-215оС; АЦУМ-51 – 215-220оС, что на 15-20оС меньше, чем на наименее активном образце АЦУМ-41. Результаты получены методом экстраполяции экспериментальных данных (Рис. 18).
Рисунок 18 –Влияние температуры проведения процесса на производительность катализаторов синтеза винилацетата
Было изучено влияние условий пропитки (с циркуляций и без циркуляции), концентрации раствора ацетата цинка, ультразвуковой обработке и добавления 15% метанола в раствор ацетата цинка на каталитическую активность образцов катализатора АЦУМ. Показано, что увеличение относительного содержание Zn(Ac)2 с 14 масс. % (АЦУМ-41) до 20,6 масс. % (АЦУМ-54) приводит к увеличению производительность катализаторов во всем интервале температур (170-230оС) (таблица 8). В тоже время дальнейшее увеличение содержание Zn(Ac)2 до 23-25 масс. % (АЦУМ-42, АЦУМ-52), за счет нанесения его из более концентрированных водных растворов, увеличивает производительность только при высоких температурах проведения процесса 220оС и 230оС (Рис. 19), при температурах же 170оС и 200оС, производительность выше описанных образцов практически не зависела от содержания Zn(Ac)2 (Рис. 20). Полученные закономерности можно объяснить тем, что образцы с большим содержанием ацетата цинка получены из более концентрированных водных растворов Zn(Ac)2, в которых возможно образование ассоциатов, приводящих к менее равномерному нанесению и образованию частиц Zn(Ac)2 большего размера на поверхности носителя. В этом случае, несмотря на увеличение абсолютного количества введенного Zn(Ac)2, количество доступных для реакции молекул Zn(Ac)2, вследствие образования более крупных частиц и закупоривания пор, практически не изменятся. В тоже время при повышении температуры процесса до 220-230оС крупные частицы ацетата цинка начинают расплавляться (температура плавления Zn(Ac)2 – 236оС) и как бы растекаться в порах катализатора, таким образом более равномерно распределяясь внутри пор катализатора. Образец АЦУМ-45 выпадает из описанных закономерностей. Причины этого более детально не рассматривались.
Преимущественное влияние нанесения ацетата цинка не из водного, а из водно-спиртового раствора иллюстрируется на примере катализатора АЦУМ-51, который получен при адсорбции Zn(Ac)2 из 22,2 масс. % раствора с добавкой 13% CH3OH (22,2 масс. Zn(Ac)2/H2O + 13% CH3OH ) (таблица 8). Как видно из таблицы 8 этот образец показал высокую каталитическую активность во всем интервале исследуемых температур. При температуре 170оС его производительность ваше на 30-40%, чем у образцов (АЦУМ-54, АЦУМ-45,АЦУМ-42, АЦУМ-52) полученных в близких условиях, но без добавки метанола.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.