КАТАЛИТИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ЦЕРИЕВОГО КАТАЛИЗАТОРА В ПРОЦЕССАХ ОЧИСТКИ ПАРАФИНОВЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ ОТ МЕТАНОЛА

Авторы
Файлы

Гулиянц Ю.С. Таранова Л.В. Гулиянц С.Т. Статья в формате PDF 120 KB

Присутствие метанола в товарных парафиновых углеводородах нежелательно вследствие снижения их качества при дальнейшем использовании этих углеводородов как сырья для нефтехимического синтеза. Для очистки от метанола предложены различные методы: отмывка с последующей доочисткой на цеолитах; гидроочистка на Аl-Co-Mo катализаторе; каталитическая очистка на медьсодержащем катализаторе и др. В настоящей работе предложено использовать для этих целей цериевый катализатор.

Целью работы явилась оценка каталитической активности цериевого катализатора и возможности его использования в процессах очистки парафиновых углеводородов от примесей метанола.

Возможность использования церия как катализатора в процессах гидрогенолиза метанола и других органических кислородсодержащих соединений (ОКС) ранее не была описана в литературе. Известные ссылки на применении церия в катализе описывают использование только его диоксида (СеО₂) в качестве модифицирующего, а не активного компонента катализатора наравне с известными переходными металлами (никелем, палладием, рутением и др.). Изучение физико-химических свойств церия позволило предположить возможность проявления им каталитической активности в реакциях с участием водорода, а также в реакциях гидрогенолиза связи С-О, что и позволило предложить церий в качестве активного компонента в составе катализатора гидрогенолиза метанола и других ОКС.

В настоящей работе синтезировали опытный образец церийсодержащего катализатора и оценили его активность в процессах очистки парафиновых углеводородов от примесей метанола методом каталитического гидрогенолиза. Оценку эффективности предлагаемого катализатора проводили в сравнении с промышленными палладий и никельсодержащими гидрирующими катализаторами. Опыты осуществляли на лабораторной установке при атмосферном давлении в реакторе со стационарным слоем катализатора. В качестве модельного углеводорода использовали н-гептан; содержание метанола варьировали в пределах 0,19-0,25 % масс.; в качестве гидрирующего агента использовали электролитический водород. Температура процесса составляла 25-150⁰С; мольное соотношение Н₂: СН₃ОН - (4÷270):1; объемная скорость - от 1 до 7 час ^-1. Анализ продуктов реакции осуществляли на хроматографе Цвет 500М с пламенно-ионизационным детектором. Некоторые результаты эксперимента представлены в табл. 1.

Таблица 1

Очистка парафиновых углеводородов от метанола на различных катализаторах

№	Условия очистки			Содержание метанола, ppm
№	Температура, ⁰С	Объемная скорость, час ^-1	Мольное соотношение Н₂/СН₃ОН	До очистки	После очистки
Катализатор никель на кизельгуре
1	50	3,2	32:1	2200	16
2	50	1,0	50:1	2500	5
3	70	1,0	270:1	1300	5
Катализатор Pd/ Al₂O₃
4	30	3,2	32:1	1900	15
5	50	3,2	270:1	1900	12
6	50	6,0	5:1	1900	12
Церийсодержащий катализатор (опытный образец)
7	25	4,0	15:1	3800	5
8	25	4,0	20:1	3800	<1
9	25	5,0	30:1	3800	<1

Данные эксперимента показали возможность использования цериевого катализатора наряду с известными палладий и никельсодержащими катализаторами. При этом предлагаемый катализатор является более дешевым и обеспечивает высокую степень очистки от метанола при протекании процесса в более «мягких» условиях: комнатная температура; небольшой мольный избыток водорода и высокие скорости подачи сырья. Для достижения аналогичных эффектов с использованием Ni и Pd- содержащих катализаторов требуется повышение температуры или увеличение мольного соотношения Н₂/СН₃ОН, или проведение процесса при более низких объемных скоростях.

Таким образом, в работе установлена высокая активность цериевого катализатора в процессах очистки парафиновых углеводородов методом каталитического гидрогенолиза, что создает предпосылки для синтеза ряда новых катализаторов превращений органических соединений.

ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ ПСИХОЛОГИЯ (учебно-методический комплекс)

Статья в формате PDF 98 KB...