Химия \ Химия

Разработка катализаторов на основе оксида алюминия для процессов получения олефинов из спиртов, страница 34

Все образцы имели структурy MFI, хорошо развитую систему микропор и высокую степень кристалличности относительно стандарта – цеолита Zeolyst Co. – CBV-8014 (подтверждено рентгенофазовым и адсорбционным анализом). Химический состав определяли ИСП (индуктивно-связанная плазма) методом.

На исходном H-ZSM-5 катализаторе варьировали температуру и степень разбавления аргоном (Табл. 3.6). Оптимально разбавление составило 1:5. Повышение температуры приводило к увеличению выхода легких непредельных С2–С4 и предельных С4–С5 углеводородов. Снижение разбавления приводило к ухудшению селективности по этилену. Катализатор был активен в течение 20 мин, при этом наблюдалось снижение выхода этилена, после чего была необходима регенерация (аргон + кислород) при 450оС в течение 20 мин. После регенерации образец H-ZSM-5 не полностью восстанавливал свою первоначальную активность. Выход этилена при этом уменьшался до 15% и увеличивается вклад парафинов и олефинов С5. Суммарный выход олефинов С2-С6 составил 44,9 %.

Таблица 3.6.

Влияние температуры и добавления оксида алюминия на активность и селективность по олефинов H-ZSM-5 катализатора.

H-ZSM-5

Т=231oС,

τ = 2,2с

моль. %

ДМЭ: Ar =1:5

Т=275oС,

τ = 2,2с

моль. %

ДМЭ: Ar =1:5

Т=275oС,

τ = 2,2с, на сумму (цеолит + Al2O3), моль. %

ДМЭ: Ar =1:3

СН4

5.8

0,4

0.5

С2H6

21.8

2,6

3.1

C2H4

13

23,2

11.7

C3H8

5.5

1.2

C3H6

7.6

3,2  сумма С3

1.5

i-C4H10

0.7

30

n-C4H10

0.3

α-C4H8

1,6

tr-C4H8

9.6

2,4   сумма с α С4

11,2

Цис-бутен

0,6

6,0

i-пентан

20

14,4

β-Пентен-цис

4,2

14,3

β-Пентен-транс

23,6

неизв

2,0

1,5

2,2 метилбутен

11,3

11,3

9,6

Х

75

85

40

В конденсате, собранном и растворенном в диоксане были обнаружены спирты и небольшие количества эфиров. Метанол – 3,6%, пропанолы 6,5%, бутанолы составляют 33%, пентанолы - 35%, остальные не идентифицированы. Поскольку получение олефинов и спиртов является экзотермичным процессом, а дегидратация спиртов – эндотермичным процессом, то в реактор загрузили цеолит и оксид алюминия, показавший высокую активность и селективность при дегидратации спиртов. Объемное соотношение гранул 1:1. Загружали как равномерную смесь, так и цеолит на входе. Добавление в реактор катализатора дегидратации спиртов приводит к заметному увеличению выхода транс бутена и пентенов, в том числе транс β–пентена (23,6%) (Табл. 3.6). Суммарная селективность по С2-С6 олефинам при этом увеличивалась до 73,5%. Но общая активность при этом снижается. При регенерации каталитическая смесь также снижает активность.

Эти эксперименты можно рассматривать как принципиальную перспективу на поиск активных систем и оптимальных  условий проведения реакций получения высших спиртов на смеси катализаторов.

Скачать файл