Модифицированный диоксидом кремния алюмохромовый катализатор дегидрирования изобутана

• Автор: Бекмухамедов, Гияз Эдуардович
• Шифр специальности: 02.00.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 200 с. : ил.

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИИ
РФА - рентгенофазовый анализ
ДСК - дифференциальная сканирующая калориметрия
БЭТ - метод Брунауэра-Эммета-Теллера
ТПД - термпературно-программированная десорбция
ТПВ - температурно-программированное восстановление
УФ-Вид - ультрафиолетовая и видимая область спектра
КР - комбинационное рассеяние
ЭПР - электронный парамагнитный резонанс
ЯМР - ядерно-магнитный резонанс
ОГЛАВЛЕНИЕ

Перечень условных сокращений
Введение
Глава 1 Литературный обзор
1.1 Применение алюмохромового катализатора в процессах

дегидрирования
1.2 Активные центры реакции дегидрирования Сз-С5-парафинов

на поверхности хромового катализатора
1.3 Микросферический алюмохромовый катализатор
1.3.1 Состояния хрома в алюмохромовом катализаторе и механизм

реакции дегидрирования парафинов
1.3.1.1 Состояние активного компонента в окисленной форме алюмохромового катализатора в зависимости от общего содержания
хрома
1.3.1.2 Состояние активного компонента в восстановленной форме

алюмохромового катализатора
1.4 Механизм реакции дегидрирования низших парафинов
1.5 Алюмооксидный носитель
1.6 Промоторы микросферических алюмохромовых катализаторов
1.7 Модифицирование каталитических свойств алюмохромового

катализатора
1.7.1 Модификаторы, повышающие селективность алюмохромового

катализатора в реакции дегидрирования парафинов
1.7.2 Модификаторы, повышающие активность алюмохромового

катализатора в реакции дегидрирования парафинов
1.7.3 Модификаторы, повышающие устойчивость активного компонента алюмохромового катализатора от трансформации в а-

1.7.4 Модификаторы, повышающие термическую стабильность

алюмохромового катализатора
Выводы и постановка задачи исследования
Глава 2. Методы исследования и исходные вещества
2.1 Объекты исследования и исходные вещества
2.2 Методика приготовления катализатора в лабораторных условиях
2.2.1 Термическая обработка катализатора
2.3 Исследование каталитических свойств образцов
2.3.1 Проведение реакции дегидрирования изобутана
2.3.2 Хроматографический анализ исходного сырья и контактного газа
2.3.3 Расчет показателей активности и селективности образцов

катализаторов, скорости процесса дегидрирования
2.4 Исследование состава носителя и катализатора
2.4.1 Анализ элементного состава носителей и катализаторов
2.4.2 Определение содержания шестивалентного хрома
2.5 Физико-химические методы исследования катализаторов и 54 носителей
2.5.1 Рентгенофазовый анализ (РФА)
2.5.2 Анализ текстурных характеристик
2.5.3 Определение гранулометрического состава носителей и катализаторов
2.5.4 УФ-Вид-спектроскопия
2.5.5 Спектроскопия комбинационного рассеяния
2.5.6 ЭПР-спектроскопия
2.5.7 Определение содержания углерода
2.5.8 Анализ носителей и катализаторов методом ВМУ ЯМР 298і
2.5.9 Анализ поверхностной кислотности носителей и катализаторов
2.5.10 Температурно-программированное восстановление катализаторов
Глава 3. Полученные результаты и их обсуждение

уменьшается с 2,88 до 0,29 мкмоль 1ЧНз/г. При этом почти полностью исчезают слабые и средние кислотные центры, а содержание сильных кислотных центров уменьшается в 5 раз - с 0,76 до 0,14 мкмоль КНз/г. Снижение концентрации сильных кислотных центров, активных в побочных процессах крекинга, изомеризации углеводородов и образования углеводородных отложений, должно обуславливать возрастание селективности по продукту дегидрировании. Во-вторых, методами химического анализа, УФ-Вид-спектроскопии и температурно-программированного восстановления было установлено [25, 13, 125], что добавление калия ведет к образованию хромовокислого калия с некоторым дополнительным небольшим количеством фазы алюмината калия. В результате увеличения содержания калия от 0,5 до 2 % масс, содержание Сг(Т) увеличивается от 1,56 до 2,22 % масс. [25]. При этом уменьшается содержание кластеров Сг2Оз и кристаллического а-Сг203, о чем свидетельствует уменьшение интенсивности [3-сигнала на ЭПР-спектрах, снятых при 20 и 90°С. Образование хроматов калия подтверждается появлением и увеличением интенсивности сигнала на кривой температур-но-программированного восстановления с максимумом в области температур 490-500°С, а также увеличением интенсивности сигналов при -280 и -370 нм, соответствующих переносу заряда с кислорода на хром в хромат-анионах [25].
Формирование дополнительного количества Сг(У1) приводит к уменьшению содержания а-Сг203, менее активного в реакции дегидрирования парафинов по сравнению с кластерами Сг203. В условиях реакции дегидрирования соединения Сг(У1) восстанавливаются до кластеров Сг203, дегидрирующая активность катализатора увеличивается. Также при восстановлении поверхностных хроматов происходит диспергирование соединений Сг(Ш), благодаря чему обеспечивается оптимальные для процесса дегидрирования парафинов размеры кластеров Сг203, а также их равномерное распределение по поверхности катализатора [25, 13, 125].