Статья - СО РАН

реклама
Õèìèÿ â èíòåðåñàõ óñòîé÷èâîãî ðàçâèòèÿ 23 (2015) 701–704
701
ÓÄÊ 665.64.097.3:542.97
DOI: 10.15372/KhUR20150609
Èññëåäîâàíèå êàòàëèòè÷åñêîé àêòèâíîñòè Pt/Al2O3
â ðåàêöèè ñîâìåñòíîãî ïðåâðàùåíèÿ ìåòàíà è í-ïåíòàíà
Í. Â. ÂÈÍÈ×ÅÍÊÎ1,2, Ä. Â. ÃÎËÈÍÑÊÈÉ1, À. Ñ. ÁÅËÛÉ1,2, Â. Â. ÏÀØÊÎÂ1, Î. Â. ÊÐÎËÜ1
1
Èíñòèòóò ïðîáëåì ïåðåðàáîòêè óãëåâîäîðîäîâ Ñèáèðñêîãî îòäåëåíèÿ ÐÀÍ,
óë. Íåôòåçàâîäñêàÿ, 54, Îìñê 644040 (Ðîññèÿ)
E-mail: ostanina_n@mail.ru
2
Îìñêèé ãîñóäàðñòâåííûé òåõíè÷åñêèé óíèâåðñèòåò,
óë. ïðîñïåêò Ìèðà, 11, Îìñê 644050 (Ðîññèÿ)
Àííîòàöèÿ
Ðàññìîòðåíî âëèÿíèå ñîîòíîøåíèÿ ìåòàí/ïëàòèíà íà àäñîðáöèîííûå ñâîéñòâà àëþìîïëàòèíîâîãî
êàòàëèçàòîðà. Ðàññ÷èòàíà ñòåïåíü äåãèäðèðîâàíèÿ ìåòàíà íà ïîâåðõíîñòè Pt/Al2O3 äëÿ âñåãî äèàïàçîíà
èçó÷àåìûõ ñîîòíîøåíèé ÑÍ4/Pt. Îáíàðóæåíà ðåàêöèîííàÿ ñïîñîáíîñòü àäñîðáèðîâàííûõ ôîðì ìåòàíà
â ôîðìèðîâàíèè ñâÿçè Ñ–Ñ ïðè ñîâìåñòíîì ïðåâðàùåíèè ñ í-ïåíòàíîì è îáðàçîâàíèè àðîìàòè÷åñêèõ
óãëåâîäîðîäîâ.
Êëþ÷åâûå ñëîâà: ìåòàí, í-ïåíòàí, àëþìîïëàòèíîâûé êàòàëèçàòîð, àäñîðáöèÿ, àðîìàòè÷åñêèå óãëåâîäîðîäû
ÂÂÅÄÅÍÈÅ
Íà÷èíàÿ ñ 1970-õ ãîäîâ ïåðåðàáîòêà ïðèðîäíîãî (ÏÃ) è ïîïóòíîãî íåôòÿíîãî (ÏÍÃ)
ãàçîâ îñòàåòñÿ àêòóàëüíîé çàäà÷åé.  Ðîññèè
åæåãîäíî äîáûâàåòñÿ 650–660 ìëðä ì3 ÏÃ,
êîòîðûé ïðåèìóùåñòâåííî èñïîëüçóåòñÿ â
êà÷åñòâå òîïëèâà; íà íóæäû õèìè÷åñêîé ïðîìûøëåííîñòè çàòðà÷èâàåòñÿ òîëüêî 2.5–5.0 %
äîáûâàåìîãî ÏÃ. Åæåãîäíûé îáúåì äîáû÷è
ÏÍà â ÐÔ ñîñòàâëÿåò 69–72 ìëðä ì3 è ïî
óðîâíþ åãî ôàêåëüíîãî ñæèãàíèÿ Ðîññèÿ ñ÷èòàåòñÿ ìèðîâûì “ëèäåðîì”: îáúåì ñæèãàíèÿ
ÏÍÃ â 2012 ã. ñîñòàâèë 17.1 ìëðä ì3 [1]. Ýòî
ïðèâîäèò ê êðàéíå íåãàòèâíûì ýêîíîìè÷åñêèì, ýêîëîãè÷åñêèì è ñîöèàëüíûì ïîñëåäñòâèÿì. Òàêèì îáðàçîì, ïðîáëåìà ðàöèîíàëüíîãî èñïîëüçîâàíèÿ Ïà è ÏÍà êðàéíå àêòóàëüíà. Îñíîâíîé êîìïîíåíò ýòèõ ãàçî⠖ ìåòàí. Âûñîêàÿ ïðî÷íîñòü ñâÿçåé C–H â ìîëåêóëå ÑÍ4 (ýíåðãèÿ äèññîöèàöèè 435.8 êÄæ/ìîëü)
çàòðóäíÿåò åãî ýôôåêòèâíîå èñïîëüçîâàíèå
â ïðîìûøëåííûõ ìàñøòàáàõ. Ñ öåëüþ àêòè-
âàöèè ìåòàíà â ðåàêöèîííóþ ñðåäó, êàê ïðàâèëî, ââîäÿò êèñëîðîäñîäåðæàùèå ìîëåêóëû.
Òàêèì ñïîñîáîì â ïðîìûøëåííîì ìàñøòàáå
ðåàëèçîâàíû ïðîöåññû îêèñëèòåëüíîé ïåðåðàáîòêè ÑÍ4 â ñèíòåç-ãàç, èç êîòîðîãî â äàëüíåéøåì ìîæíî ïîëó÷àòü êèñëîðîäñîäåðæàùèå ñîåäèíåíèÿ, ñèíòåòè÷åñêóþ íåôòü. Øèðîêî èçó÷àëàñü îäíîñòàäèéíàÿ ðåàêöèÿ îêèñëèòåëüíîé êîíäåíñàöèè ìåòàíà â óãëåâîäîðîäû Ñ2 [2].  íà÷àëå 1990-õ ãîäîâ áûë ïðåäëîæåí åùå îäèí ñïîñîá àêòèâàöèè ÑÍ4 ïóòåì
ïðîâåäåíèÿ ðåàêöèè â äâå ñòàäèè. Íà ïåðâîé
ñòàäèè ïðè òåìïåðàòóðàõ 300–450 °Ñ ìåòàí
õåìîñîðáèðîâàëè ñ ðàçðûâîì ñâÿçè Ñ–Í è îáðàçîâàíèåì ìîëåêóëÿðíîãî âîäîðîäà. Ìåæäó
ñîñåäíèìè äåôèöèòíûìè ôðàãìåíòàìè ÑÍx
(x = 3) ìîãóò îáðàçîâûâàòüñÿ ñâÿçè іÑ. Äëÿ
âûõîäà â ãàçîâóþ ôàçó îáðàçóþùèåñÿ ïðåäøåñòâåííèêè óãëåâîäîðîäîâ Ñ2+ âûäåðæèâàëè â
òîêå Í2 ïðè áîëåå íèçêîé òåìïåðàòóðå [3].
Ê íàñòîÿùåìó âðåìåíè âîïðîñ àäñîðáöèè
ìåòàíà, åãî ïîñëåäóþùåé àêòèâàöèè è ïðåâðàùåíèÿ â Ñ2-óãëåâîäîðîäû øèðîêî èçó÷åí
 Âèíè÷åíêî Í. Â., Ãîëèíñêèé Ä. Â., Áåëûé À. Ñ., Ïàøêîâ Â. Â., Êðîëü Î. Â., 2015
702
Í. Â. ÂÈÍÈ×ÅÍÊÎ è äð.
äëÿ êàòàëèçàòîðîâ ñ âûñîêèì ñîäåðæàíèåì ìåòàëëîâ (3–10 ìàñ. %) [4–7], ïðåèìóùåñòâåííî
VIII ãðóïïû.
Åùå îäíî íàïðàâëåíèå ïðåâðàùåíèÿ ìåòàíà – íåîêèñëèòåëüíàÿ êîíâåðñèÿ â àðîìàòè÷åñêèå óãëåâîäîðîäû. Ïðîöåññ ïðîâîäÿò â
îäíó ñòàäèþ ïðè òåìïåðàòóðàõ 823–1023 Ê è
àòìîñôåðíîì äàâëåíèè. Â íàñòîÿùèé ìîìåíò
íàèáîëüøèé èíòåðåñ ïðåäñòàâëÿþò êàòàëèçàòîðû íà îñíîâå Ìî/HZSM-5 [8–12]. Îäíàêî
ñåðüåçíîé ïðîáëåìîé îñòàåòñÿ êðàéíå áûñòðàÿ äåçàêòèâàöèÿ öåîëèòíûõ êàòàëèçàòîðîâ.
 äàííîé ðàáîòå èçó÷åíî âëèÿíèå ñîîòíîøåíèÿ ÑÍ4/Pt íà âåëè÷èíó àäñîðáöèè ìåòàíà
â ïðèñóòñòâèè Pt/Al2O3 è ðåàêöèîííóþ ñïîñîáíîñòü àäñîðáèðîâàííûõ ÑÍõ-÷àñòèö â ðåàêöèè ñîâìåñòíîãî ïðåâðàùåíèÿ ñ í-ïåíòàíîì.
òàíó ïðè 550 °Ñ ïîäàâàëè í-ïåíòàí (ìîëÿðíîå
ñîîòíîøåíèå C5H12/ÑÍ4 = 1/1).
ÐÅÇÓËÜÒÀÒÛ È ÎÁÑÓÆÄÅÍÈÅ
Îáíàðóæåíî, ÷òî àäñîðáöèÿ ìåòàíà â èññëåäóåìîì äèàïàçîíå ìîëÿðíûõ ñîîòíîøåíèé
ÑÍ4/Pt (1 : 1)–(16/1) íà÷èíàåòñÿ ïðè òåìïåðàòóðå 475 °Ñ. Íà ðèñ. 1 ïðåäñòàâëåíû äàííûå ïî
àäñîðáöèè ìåòàíà íà ïîâåðõíîñòè àëþìîïëàòèíîâîãî êàòàëèçàòîðà ïðè òåìïåðàòóðàõ 475–
550 °Ñ äëÿ ðàçëè÷íûõ ñîîòíîøåíèé ìåòàí/ïëàòèíà. Ïðè òåìïåðàòóðå 475 °Ñ âåëè÷èíà àäñîðáöèè ÑÍ4 èçìåíÿåòñÿ îò 0.03 äî 0.4 ìîëü ÑÍ4/
ìîëü Pt (ñì. ðèñ. 1, à). Â ðåàêöèîííîé ñèñòåìå
ïðèñóòñòâóåò âîäîðîä (0.05–0.3 ìîëü Í2/ìîëü
Pt), ÷òî óêàçûâàåò íà ãåòåðîëèòè÷åñêóþ äèññîöèàöèþ ìîëåêóëû ìåòàíà è îáðàçîâàíèå óã-
ÝÊÑÏÅÐÈÌÅÍÒÀËÜÍÀß ×ÀÑÒÜ
Äëÿ ïðèãîòîâëåíèÿ êàòàëèçàòîðà èñõîäíûé
íîñèòåëü γ-Al2O3 (Sóä = 177.7 ì2/ã, Vïîð = 0.68
ñì3/ã, dñð = 154 Å) ìîäèôèöèðîâàëè âîäíûì ðàñòâîðîì ùàâåëåâîé êèñëîòû â êîëè÷åñòâå
3 ìàñ. %. Íà âûñóøåííûé ïðè 140 °Ñ è ïðîêàëåííûé â òîêå îñóøåííîãî âîçäóõà (500 °Ñ) îáðàçåö íàíîñèëè ïëàòèíó â êîëè÷åñòâå 1 ìàñ. %
èç ðàñòâîðà H2PtCl6 â ñìåñè ñ êèñëîòàìè-êîíêóðåíòàìè: 1 Ì HCl (1 ìàñ. %) è 1 Ì C2H4O2 (1.5
ìàñ. %). Âûñóøåííûé ïðè 120 °Ñ êàòàëèçàòîð
ïðîêàëèâàëè â òîêå îñóøåííîãî âîçäóõà ïðè
500 °Ñ, à çàòåì âîññòàíàâëèâàëè â àòìîñôåðå
âîäîðîäà. Ìåòîäîì êèñëîðîäíîãî òèòðîâàíèÿ
ïðåäàäñîðáèðîâàííîãî íà ïîâåðõíîñòè êàòàëèçàòîðà âîäîðîäà [13, 14] îïðåäåëÿëè äèñïåðñíîñòü ïëàòèíû, êîòîðàÿ ñîñòàâèëà 96 %.
Âåëè÷èíó àäñîðáöèè ìåòàíà îïðåäåëÿëè â
äèàïàçîíå òåìïåðàòóð 20–550 °Ñ. Ìåòàí ïîäàâàëè â ðåàêòîð èäåàëüíîãî ñìåøåíèÿ â ìîëÿðíîì ñîîòíîøåíèè CH4/Pt = (1/1)–(16/1).
Çàãðóæåííûé êàòàëèçàòîð ïðåäâàðèòåëüíî
âîññòàíàâëèâàëè â òîêå îñóøåííîãî âîäîðîäà ïðè 500 °Ñ â òå÷åíèå 1 ÷. Çàòåì äëÿ óäàëåíèÿ èç ñèñòåìû ñëàáîñâÿçàííîãî âîäîðîäà êàòàëèçàòîð ïðîäóâàëè àðãîíîì (Ar) â òå÷åíèå
2 ÷, ñíèæàëè òåìïåðàòóðó ðåàêòîðà äî êîìíàòíîé â òîêå Ar è ïîäàâàëè ñìåñü ìåòàí/
àðãîí. Àðãîí èñïîëüçîâàëñÿ â êà÷åñòâå âíóòðåííåãî ñòàíäàðòà. Ïîñëå èçó÷åíèÿ àäñîðáöèîííûõ ñâîéñòâ â ðåàêöèîííóþ ñðåäó ê ìå-
Ðèñ. 1. Àäñîðáöèÿ ìåòàíà è êîëè÷åñòâî âûäåëèâøåãîñÿ
âîäîðîäà ïðè 475 (à), 525 (á) è 550 °Ñ (â).
ÊÀÒÀËÈÒÈ×ÅÑÊÀß ÀÊÒÈÂÍÎÑÒÜ Pt/Al2O3  ÐÅÀÊÖÈÈ ÑÎÂÌÅÑÒÍÎÃÎ ÏÐÅÂÐÀÙÅÍÈß ÌÅÒÀÍÀ È Í-ÏÅÍÒÀÍÀ
ëåâîäîðîäíûõ ôðàãìåíòîâ íà ïîâåðõíîñòè êàòàëèçàòîðà è ìîëåêóëÿðíîãî âîäîðîäà.
Ñ ðîñòîì òåìïåðàòóðû âåëè÷èíà àäñîðáöèè
ÑÍ4 äëÿ âñåõ ñîîòíîøåíèé ìåòàí/ïëàòèíà
ïîâûøàåòñÿ. Ïðè òåìïåðàòóðå 525 °Ñ (ñì.
ðèñ. 1, á) îíà ñèëüíî çàâèñèò îò ñîîòíîøåíèÿ
ìåòàí/ïëàòèíà. Ïðè íèçêèõ ñîîòíîøåíèÿõ
ÑÍ4/Pt âåëè÷èíà àäñîðáöèè íå ïðåâûøàåò 0.6
ìîëü, à ïðè ÑÍ4/Pt = 8–16 îíà äîñòèãàåò 0.8–
0.9 ìîëü ÑÍ4/ìîëü Pt. Êîëè÷åñòâî âûäåëèâøåãîñÿ âîäîðîäà ïðè ÑÍ4/Pt = 1 : 1 ñîñòàâëÿåò 0.2 ìîëü Í2/ìîëü Pt, à â äèàïàçîíå (3 : 1)–
(16 : 1) ìîëü ÑÍ4/ìîëü Pt – îò 0.9 äî 1.1 ìîëü
Í2/ìîëü Pt ñîîòâåòñòâåííî.
Ïðè òåìïåðàòóðå 550 °Ñ âåëè÷èíà àäñîðáöèè ìåòàíà íà àëþìîïëàòèíîâîì êàòàëèçàòîðå äîñòèãàåò ìàêñèìàëüíîãî çíà÷åíèÿ (ñì.
ðèñ. 1, â). Ïðè íèçêèõ ìîëÿðíûõ ñîîòíîøåíèÿõ ÑÍ4/Pt = (1 : 1)–(3 : 1) âåëè÷èíà àäñîðáöèè ðàâíà 0.2 è 0.7 ìîëü ÑÍ4/ìîëü Pt ñîîòâåòñòâåííî.  äèàïàçîíå ñîîòíîøåíèé (8 : 1)–
(16 : 1) îíà êîëåáëåòñÿ îò 1.0 äî 1.2 ìîëü ÑÍ4/
ìîëü Pt ñîîòâåòñòâåííî. Íàáëþäàåìàÿ íåçíà÷èòåëüíàÿ ñâåðõñòåõèîìåòðèÿ àäñîðáöèè ìåòàíà ìîæåò áûòü îáóñëîâëåíà äèôôóçèåé âîäîðîäà ñ ïëàòèíû íà íîñèòåëü (ñïèëëîâåð). Ïðè
ýòîì àäñîðáèðîâàííûé ìåòàí, ïîäâåðãàÿñü äåãèäðèðîâàíèþ, ÷àñòè÷íî ìèãðèðóåò íà ïîâåðõíîñòü Al2O3.  ðåàêöèîííîé ñèñòåìå â ãàçîâîé ôàçå ïðè 550 °Ñ òàêæå ïðèñóòñòâóåò âîäîðîä: ïðè ÑÍ4/Pt = 1 : 1 åãî êîëè÷åñòâî äîñòèãàåò 0.3 ìîëü Í2/ìîëü Pt.  äèàïàçîíå ñîîòíîøåíèé (3 : 1)–(16 : 1) ìîëü ÑÍ4/ìîëü Pt
îíî äîñòèãàåò 1.4–1.7 ìîëü Í2/ìîëü Pt. Ïîëó÷åííàÿ çàâèñèìîñòü âåëè÷èíû àäñîðáöèè ìåòàíà îò ñîîòíîøåíèÿ ÑÍ4/Pt ñîîòâåòñòâóåò
ìîäåëè Ëýíãìþðà, ãäå àäñîðáöèÿ ñíà÷àëà óâåëè÷èâàåòñÿ ïðîïîðöèîíàëüíî êîíöåíòðàöèè
ãàçà. Äàëåå, ïî ìåðå çàïîëíåíèÿ ìåòàëëè÷åñêèõ öåíòðîâ íà ïîâåðõíîñòè, ýòîò ðîñò çàìåäëÿåòñÿ è, íàêîíåö, ïðè âûñîêîé èçáûòî÷íîé
êîíöåíòðàöèè àäñîðáöèÿ ïðåêðàùàåòñÿ, òàê
êàê ïîêðûòèå ïîâåðõíîñòè ñòàíîâèòñÿ áëèçêèì ê ìîíîñëîéíîìó [15].
Íà îñíîâàíèè ïîëó÷åííûõ çàâèñèìîñòåé
ðàññ÷èòàíî îòíîøåíèå Í/Ñ äëÿ îáðàçóþùèõñÿ
ïîâåðõíîñòíûõ ÑÍõ-÷àñòèö (ðèñ. 2). Ñ ðîñòîì
òåìïåðàòóðû ñòåïåíü äåãèäðèðîâàíèÿ ìåòàíà âî
âñåì äèàïàçîíå ìîëÿðíûõ ñîîòíîøåíèé âîçðàñòàåò. Íàïðèìåð, äëÿ ÑÍ4/Pt = 10 : 1 ïðè 475 °Ñ
Í/Ñ = 2.5 àò./àò., à ïðè 550 °Ñ Í/Ñ = 1.3 àò./àò.
703
Ðèñ. 2. Ñîîòíîøåíèå Í/Ñ ïðè ðàçëè÷íûõ òåìïåðàòóðàõ
äëÿ ìîëÿðíîãî ñîîòíîøåíèÿ ÑÍ4/Pt = 1–16. T, °Ñ: 475
(1), 500 (2), 550 (3).
Òàêæå îòìå÷åíî, ÷òî ñ ðîñòîì ìîëÿðíîãî ñîîòíîøåíèÿ ÑÍ4/Pt ãëóáèíà äåãèäðèðîâàíèÿ ìåòàíà óìåíüøàåòñÿ. Ïðè ÑÍ4/Pt = 1 : 1 è 3 : 1
îòíîøåíèå Í/Ñ ñîñòàâëÿåò 0 è 0.3 àò./àò. ñîîòâåòñòâåííî (ïðè 550 °Ñ), ÷òî ãîâîðèò î ïîëíîì
ðàñïàäå ìåòàíà íà óãëåðîä è âîäîðîä.  äèàïàçîíå ìîëÿðíûõ ñîîòíîøåíèé ÑÍ4/Pt = (8 : 1)–
(16 : 1) âåëè÷èíà Í/Ñ èçìåíÿåòñÿ îò 1.1 äî 1.4
àò./àò. Òàêèì îáðàçîì, ñòðóêòóðà ôîðìèðóþùèõñÿ óãëåâîäîðîäíûõ ôðàãìåíòîâ ÑÍõ, îáðàçîâàâøèõñÿ ïðè àäñîðáöèè ìåòàíà, íåîäíîðîäíàÿ.
Äëÿ èññëåäîâàíèÿ ðåàêöèîííîé ñïîñîáíîñòè àäñîðáèðîâàííûõ íà ïîâåðõíîñòè êàòàëèçàòîðà óãëåâîäîðîäíûõ ôðàãìåíòîâ ÑÍõ ïðè
òåìïåðàòóðå 550 °Ñ â ðåàêòîð ïîäàâàëè
í-ïåíòàí (ðèñ. 3). Ïðè èíäèâèäóàëüíîì ïðåâðàùåíèè í-ïåíòàíà óãëåâîäîðîäû Ñ6+ (áåí-
Ðèñ. 3. Âûõîä àðîìàòè÷åñêèõ óãëåâîäîðîäîâ èç í-ïåíòàíà
ïðè 550 °Ñ ïðè ðàçëè÷íûõ îòíîøåíèÿõ ÑÍ4/Pt.
704
Í. Â. ÂÈÍÈ×ÅÍÊÎ è äð.
Ðèñ. 4. Âûõîä àðîìàòè÷åñêèõ óãëåâîäîðîäîâ èç í-ïåíòàíà
ïðè ðàçëè÷íûõ òåìïåðàòóðàõ.
çîë, òîëóîë) ïðàêòè÷åñêè îòñóòñòâóþò (0.9 ìîë. %).
Îäíàêî äîáàâëåíèå äàæå íåáîëüøîãî êîëè÷åñòâà ìåòàíà ñïîñîáñòâóåò óâåëè÷åíèþ âûõîäà àðåíîâ. Ìàêñèìàëüíûé ñóììàðíûé âûõîä
àðîìàòè÷åñêèõ óãëåâîäîðîäîâ çàôèêñèðîâàí ïðè
ÑÍ4/Pt = 10 (9.1 ìîë. %), ìèíèìàëüíûé ñîîòâåòñòâóåò ÑÍ4/Pt = 1 : 1 è ðàâåí 3.7 ìîë. %. Óâåëè÷åíèå âûõîäà àðåíîâ ïðè ñîâìåñòíîì ïðåâðàùåíèè ìåòàíà è í-ïåíòàíà ìîæíî îáúÿñíèòü
îáðàçîâàíèåì íîâîé ñâÿçè Ñ–Ñ ïðè âçàèìîäåéñòâèè í-Ñ5Í12 ñ óãëåðîäíûìè ôðàãìåíòàìè ÑÍõ,
êîòîðûå ïðèñóòñòâóþò íà ïîâåðõíîñòè êàòàëèçàòîðà. Êðîìå òîãî, í-ïåíòàí ââîäÿò â ðåàêöèîííóþ ñðåäó ñ èçáûòêîì ìåòàíà, âñëåäñòâèå
÷åãî íàïðàâëåíèå ïðåâðàùåíèÿ í-Ñ5Í12 ñìåùàåòñÿ â ñòîðîíó àðîìàòèçàöèè.
Èçó÷åíèå âëèÿíèÿ òåìïåðàòóðû íà êàòàëèòè÷åñêèå ñâîéñòâà Pt/Al2O3 ïðè ñîâìåñòíîì
ïðåâðàùåíèè àäñîðáèðîâàííûõ ôîðì ìåòàíà
(ÑÍ4/Pt = 10 : 1) è í-ïåíòàíà ïîêàçûâàåò
(ðèñ. 4), ÷òî ñ ðîñòîì òåìïåðàòóðû âûõîä àðîìàòè÷åñêèõ óãëåâîäîðîäîâ ïîâûøàåòñÿ ñ 4.9
ìîë. % ïðè 500 °Ñ äî 9.1 ìîë. % ïðè 550 °Ñ. Óâåëè÷åíèå âûõîäà àðåíîâ òàêæå íàáëþäàåòñÿ
è ïðè èíäèâèäóàëüíîì ïðåâðàùåíèè í-ïåíòàíà
ñ 0.8 ìîë. % ïðè 520 °Ñ äî 0.9 ìîë. % ïðè 550 °Ñ.
ÇÀÊËÞ×ÅÍÈÅ
Ïðîâåäåííûå èññëåäîâàíèÿ ïîçâîëèëè óñòàíîâèòü, ÷òî âåëè÷èíà àäñîðáöèè ìåòàíà íà
àëþìîïëàòèíîâîì êàòàëèçàòîðå çàâèñèò îò
ìîëÿðíîãî îòíîøåíèÿ ìåòàí/ïëàòèíà. Êîëè÷åñòâåííûå îöåíêè ñòåïåíè äåãèäðèðîâàíèÿ
ÑÍ4 íà ïîâåðõíîñòè Pt/Al2O3 ïðè ðàçëè÷íûõ
ñîîòíîøåíèÿõ ÑÍ4/Pt ñâèäåòåëüñòâóþò î áîëåå ãëóáîêîé äèññîöèàöèè ìåòàíà è îáðàçîâàíèè óãëåðîäà è âîäîðîäà ïðè íèçêèõ ñîîòíîøåíèÿõ ÑÍ4/Pt. Óñòàíîâëåíî, ÷òî â îòñóòñòâèå óãëåâîäîðîäíûõ ôðàãìåíòîâ ÑÍõ íà
àëþìîïëàòèíîâîì êàòàëèçàòîðå í-ïåíòàí
êðàéíå ñëàáî ïðåâðàùàåòñÿ â àðîìàòè÷åñêèå
óãëåâîäîðîäû (0.9 ìîë. %). Îäíàêî äîáàâëåíèå
äàæå ìèíèìàëüíîãî êîëè÷åñòâà ìåòàíà (ÑÍ4/Pt
= 1 : 1 ìîëü/ìîëü) â ðåàêöèîííóþ ñðåäó ïðèâîäèò ê çíà÷èòåëüíîìó ïîâûøåíèþ âûõîäà
àðåíîâ, ÷òî ñâèäåòåëüñòâóåò îá àêòèâíîñòè
îáðàçóþùèõñÿ ÑÍõ-÷àñòèö ïðè âçàèìîäåéñòâèè ñ í-ïåíòàíîì. Èçó÷åíèå âëèÿíèÿ òåìïåðàòóðû íà êàòàëèòè÷åñêèå ñâîéñòâà Pt/
Al 2O 3 ïðè èíäèâèäóàëüíîì ïðåâðàùåíèè
í-ïåíòàíà è ñîâìåñòíîì ïðåâðàùåíèè àäñîðáèðîâàííûõ ÷àñòèö ÑÍ4 è í-Ñ5Í12 ïîêàçûâàåò, ÷òî ñ ðîñòîì òåìïåðàòóðû âûõîä àðîìàòè÷åñêèõ óãëåâîäîðîäîâ óâåëè÷èâàåòñÿ.
ÑÏÈÑÎÊ ËÈÒÅÐÀÒÓÐÛ
1 Êèðþøèí Ï. À., Êíèæíèêîâ À. Þ., Êî÷è Ê. Â., Ïóçàíîâà Ò. À., Óâàðîâ Ñ. À. Ïîïóòíûé íåôòÿíîé ãàç â
Ðîññèè: Ñæèãàòü íåëüçÿ, ïåðåðàáàòûâàòü. Ì.: Âñåìèðíûé ôîíä äèêîé ïðèðîäû (WWF), 2013. 88 ñ.
2 Alvarez-Galvan M. Ñ., Mota N., Ojeda M., Rojas S., Navarro
R. M., Fierro J. L. G. // Catal. Today. 2011. Vol. 171. Ð. 15–23.
3 Koerts T., van Santen R.A. // J. Catal. 1992. Vol. 138.
Ð. 101–104.
4 Amariglio H., Saint-Just J., Amariglio A. // Fuel Proc.
Tech. 1995. Vol. 42. Ð. 291–323.
5 Martins R. L., Baldanza M. A. S., Souza M. M. V. M.,
Schmal M. // Appl. Catal. A. 2007. Vol. 318. Ð. 207–212.
6 Moya S. F., Martins R. L., Schmal M. // Appl. Catal. A.
2011. Vol. 396. Ð. 159–169.
7 Belgued M., Amariglio A., Lefort L., Pareja P.,
Amariglio H. // J. Catal. 1996. Vol. 161. P. 282–291.
8 Shuqi M., Xiaoguang G., Lingxiao Z., Susann ah S.,
Xinhe B. // J. Energy Chem. 2013. Vol. 22. P. 1–20.
9 Wang L., Tao M., Xie G. X. // Catal. Lett. 1996. Vol. 21. P. 35–41.
10 Tan P. L., Leung Y. L., Lai S. Y., Au C. T. // Appl. Catal.
A: Gen. 2002. Vol. 228. P. 115–125.
11 Yuying S., Ding M., Xinhe B., Yide X. // Catal. Lett.
2000. Vol. 66. P. 161–167.
12 Bingsi L., Yong Y., Abdelhamid S. // Appl. Catal. A:
Gen. 2001. Vol. 214. P. 95–102.
13 Belyi A. S., Kiryanov D. I., Smolikov M. D., Zatolokina E. V.,
Udras I. E. // React. Kinet. Catal. Lett. 1994. Vol. 53. Ð. 183–190.
14 Áåëûé À. Ñ. Íàó÷íûå îñíîâû êîíñòðóèðîâàíèÿ êàòàëèçàòîðîâ ðèôîðìèíãà áåíçèíîâûõ ôðàêöèé. Òåõíîëîãèÿ ïðîèçâîäñòâà è ýêñïëóàòàöèè íîâûõ êàòàëèçàòîðîâ. Ðàçâèòèå òåõíîëîãèè ïðîöåññà: äèñ. … ä-ðà õèì.
íàóê. Íîâîñèáèðñê, 2002.
15 Êàðíàóõîâ À. Ï. Àäñîðáöèÿ. Òåêñòóðà äèñïåðñíûõ è ïîðèñòûõ ìàòåðèàëîâ. Íîâîñèáèðñê: Íàóêà, 1999. 470 ñ.
Похожие документы
Скачать