Регенерация гетерогенных катализаторов озоном в среде сверхкритического диоксида углерода

• Автор: Гайдамака, Сергей Николаевич
• Шифр специальности: 02.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 130 с. : ил.

Оглавление

Список сокращений и условных обозначений

Введение

Глава I. Обзор литературы

1.1. Процесс каталитического риформинга

1.1.1. Катализаторы риформинга и их свойства

1.2. Дезактивация катализаторов риформинга

1.3. Методы исследования закоксованных катализаторов

1.3.1. Термические методы исследования

1.3.2. Элементный анализ

1.3.3. Спектральные методы. Инфракрасная спектроскопия и спектроскопия комбинационного рассеяния
1.4. Механизм образования продуктов уплотнения на
катализаторах риформинга
1.5. Реакция гидродсхлорирования хлорсодержащих
органических соединений
1.6. Дезактивация палладиевых катализаторов Рб/'ПСЬ при гидродехлорировании четыреххлористого углерода
1.7. Методы регенерации дезактивированных катализаторов
1.7.1. Высокотемпературное окисление
1.7.2. Воздействие низкотемпературной плазмы на гетерогенные катализаторы
1.7.3. Использование сверхкритического диоксида углерода при регенерации катализаторов
1.7.4. Использование озона для регенерации катализаторов
1.8. Взаимодействие озона с органическими соединениями
1.8.1. Растворимость и адсорбция озона
1.8.2. Термическое разложение озона в сверхкритических средах
1.8.3. Разложение озона на поверхности гетерогенных катализаторов

Глава 2. Экспериментальная часть
2.1. Образцы катализаторов
2.2. Получение озона
2.2.1. Получение низкоконцентрированного озона
2.2.2. Получение высококонцентрированного озона
2.2.3. Определение концентрации озона
2.3. Обработка катализаторов 1)1-Яе/у-АЬОз 5 % озоном в токе кислорода
2.4. Обработка катализаторов РрЯе/у-АЬОз и Рб/ТЮ2 озоном,
растворённым в СК-С02 и озоном в смеси с газообразным С02
2.5. Обработка катализаторов РШе/у-АРОз и Рс1/ТЮ2 сверхкритическим диоксидом углерода в статических условиях
2.6. Проведение каталитических экспериментов
2.6.1. Каталитический риформипг н-гептана на катализаторах РМ1е/у-А120з
2.6.2. Каталитическое гидродехлорирование ССЦ на катализаторах Рс1/ТЮ2
2.7. Методика физико-химических исследований
2.7.1. Низкотемпературная адсорбция азота
2.7.2. Инфракрасная спектроскопия и спектроскопия комбинационного рассеяния
2.7.3. Рентгеноспектральный анализ
2.7.4. Термогравиметрия, температурно-программируемое окисление
2.7.5. Элементный анализ
2.7.6. Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия
2.7.7. Просвечивающая электронная микроскопия высокого разрешения
2.7.8. Жидкостная экстракция продуктов уплотнения
Глава 3. Результаты и обсуждение
3.1. Разработка методики низкотемпературного удаления коксовых
отложений с поверхности модельного Р^Яе/у-А^Оз
катализатора риформинга с помощью озона
3.1.1. Обработка закоксованных катализаторов РпКе/у-АЬОз сверхкритическим СОг
3.1.2. Обработка катализаторов РбЛе/у-А^Оз озоно-кислородной смесью при комнатной температуре
3.1.3. Обработка катализатора РСЯе/у-АРОз высококонцентрированным озоном в СК-СОз
3.2. Регенерация промышленного катализатора РсЯе/у-АЬОз
процесса риформинга
3.3. Катализатор Рс1/ТЮ2 реакции гидродехлорирования
3.3.1. Гидродехлорирование СС14 на катализаторе Рс1/ТЮ2
3.3.2. Регенерация дезактивированных катализаторов Рб/ТЮ2 высокотемпературными методами
3.3.3. Обработка дезактивированного катализатора Рс1/ТЮ2 чистым СК-С02
3.3.4. Обработка дезактивированного катализатора Рс1/ТЮ2 высококонцентрированным озоном в СК-0О2
3.3.5. Регенерация катализатора озоном в СК-С02 с
последующим высокотемпературным восстановлением
3.3.6. Исследование катализаторов Рс1/ТЮ2 методом просвечивающей электронной микроскопии
3.3.7. Исследование катализаторов Рс1ЛП02 методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии
Выводы
Список литературы
Приложение

Рё/АУ гидрирования кетонов с последующим восстановлением в атмосфере водорода при 137 °С приводит к полному удалению конденсированных продуктов с поверхности катализаторов и восстановлению их активности.
Известно, что нанесенные никельсодержащие катализаторы гидрирования весьма чувствительны к серосодержащим органическим соединениям, обычно присутствующим в сырье нефтехимических производств. Так, [121] регенерация нанесенных промышленных никелевых катализаторов гидрирования 2-бутанона в 2-бутанол, дезактивированных тиофеном, сверхкритическим диоксидом углерода при 313 К и давлении 41 МПа приводила к полному восстановлению активности катализатора в отличие от регенерации в окислительной или восстановительной атмосфере.
В работах [112, 122] успешно проведена регенерация экстракцией в СК-СОг содержащих палладий отработанных катализаторов селективного гидрирования ацетилена. В [112] показано, что гидрирование ацетилена в присутствии Рё/у-А12Оз сопровождается накоплением на поверхности катализатора продуктов олигомеризации, что приводит к дезактивации катализатора. Обработка водородом при повышенной температуре или экстракция органическими растворителями не приводит к полному удалению олигомерных продуктов с поверхности катализатора. Жесткие условия обработки дезактивированного Рё/у-АЬОз катализатора в СК-ССЬ (1,5 часа, 93 °С, 115 атм) обеспечивают наилучшие результаты по восстановлению активности и селективности катализатора.
1.7.4. Использование озона для регенерации катализаторов
Поскольку в состав углеводородных отложений, образующихся на поверхности катализаторов, могут входить конденсированные углеводороды, представлялось интересным рассмотреть возможность их удаления путем низкотемпературного окисления озоном.
Как известно, озон активно взаимодействует с органическими соединениями, приводя к их окислению и деструкции. Так, окисление