Окисление спиртов C2-C4 на медных катализаторах

• Автор: Князева, Анна Алексеевна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 135 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Общие закономерности окисления спиртов на катализаторах 1Б подгруппы Периодической системы.

1.2. Процессы углеотложения в катализе.

1.3. Взаимодействие кислорода с поверхностью меди и механизм поверхностного превращения спиртов.

1.4. Промотирование катализаторов подгруппы Си

ГЛАВА II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1. Катализаторы и их приготовление

2.2. Исследование процессов углеотложения и фазовых переходов на медном катализаторе в процессе окисления спиртов.

2.3. Анализ газообразных продуктов реакции

2.4. Анализ жидких продуктов реакции
2.5. Методика каталитических экспериментов
2.6. Расчет результатов эксперимента
2.7. Физикохимические методы исследования структуры и свойств медных катализаторов
2.7.1. Метод температурнопрограммируемой реакции.
2.7.2. Методика вольтамперометрического исследования фазового состава поверхности меди
2.7.3. Рентгеноструктурный анализ.
2.7.4. Растровая электронная микроскопия
2.7.5. Спектроскопические методы исследования.
ГЛАВА III. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Изучение процессов парциального окисления спиртов С2 С4 на медном катализаторе.
3.1.1. Влияние температуры
3.1.2. Влияние содержания кислорода в реакционной смеси.
3.2. Процессы углеотложения и образования оксидов на поверхности меди при парциальном окислении спиртов С2 С4
3.2.1. Влияние температуры
3.2.3. Исследование фазовых переходов в системе Си0 Си СиО
под действием окислительновосстановительной реакционной среды
3.3. Исследование взаимодействия спиртов С2 С4 с поверхностью медного катализатора методом ТПР.
3.3.1. Взаимодействие спиртов нормального строения с поверхностью медного катализатора
3.3.2. ТПР исследования превращений спиртов с разветвленным УГВскелетом
3.4. Каталитическая активность модифицированных соединениями фосфора медных катализаторов процесса окисления этанола и этиленгликоля
3.4.1. Влияние температуры
3.4.2. Соотношение кислородспирт
3.4.3. Изучение морфологических особенностей непромотированного и иромотированного фосфором массивного медного катализатора
3.4.4. Исследование состава и структуры поверхности исходного и иромотированного фосфором медного катализатора методом ИКС.
3.4.5. Исследование состава и структуры поверхности исходного и
промотированного фосфором медного катализатора методом ЭСДО
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Процессы углеопиюжения в катализе С развитием каталитической промышленности переработки углеводородов зауглсроживанис катализаторов стало одной из серьезных причин снижения активности катализаторов и эффективности производств. ПУ и др . В связи с этим решение проблемы дезактивации катализаторов вследствие их зауглероживания позволит повысить стабильность, увеличить длительность циклов, перейти в ряде случаев от периодических процессов с регенерацией катализаторов к непрерывным и т. Морфология продуктов углсотложения в значительной мере определяет характер изменения активности катализатора по мере его зауглероживания и зависит ог механизма и условий его образования. Морфология продуктов углсотложения находится в сильной зависимости от механизма процесса углсотложения, от природы и свойств катализатора. В связи с этим проблему дезактивации катализаторов следует рассматривать в рамках механизмов каталитического углеобразования. В настоящее время выделено два основных механизма образования продуктов углсотложения на поверхности катализаторов механизм карбидного цикла, разработанный для карбидообразующих металлических систем, таких как Ре, Со, , и консекутивная схема углсотложения, в основном используемая для объяснения процессов углсотложения на оксидных катализаторах. Механизм карбидного цикла был открыт в конце х годов. Доказательства образования продуктов углсотложения по данному механизму представлены в работах Р. Л. Буянова и В. В. Чеснокова , при разложении углеводородов на металлах подгруппы Бе, при дегидрировании низкомолекулярных углеводородов . Механизм карбидного цикла реализуется на железе, кобальте, никеле и некоторых других элементах, способных образовывать связи металл углерод в виде фазы или в виде поверхностных промежуточных соединений. Образование углерода на металлах происходит через образование и последующий распад карбидов или поверхностных промежуточных карбидоподобных соединений. Получаемые по такому механизму ПУ представляют собой довольно чистый нитевидный или трубчатый углерод и практически не содержат в своем составе водород. Консскутивная схема формирования ПУ была предложена Л. П. Руденко , в конце х годов. Согласно консекутивной схеме, в процессе углеобразования происходит многократное чередование реакций нескольких типов конденсация, дегидратация и дегидрогенизация. Консекутивный механизм углеобразования реализуется на оксидных катализаторах, обладающих кислотноосновными свойствами, например, на оксиде алюминия, алюмосиликатах, цеолитах и др. Продукты углсотложения представляют собой ряд последовательных, возрастающих по молекулярному весу мономеров уплотнения и промежуточных продуктов уплотнения на основе их нерегулярной конденсации и полимеризации с образованием циклов, связыванием их между собой и обеднением водородом вплоть до возникновения пссвдографитовой структуры с одновременным выделением легких углеводородов и водорода. Проведенный анализ литературы показывает, что второй механизм образования продуктов углсотложения изучен в значительно меньшей степени. Зауглсроживанис катализаторов в окислительных процессах и роль ПУ в окислительном катализе в настоящий момент исследовано в значительно меньшей степени, чем углсотложснис в процессах крекинга, дегидрирования и пиролиза , , , . Это, очевидно, связано с мнением, что в присутствии кислорода катализаторы не должны подвергаться углсотложению. Однако в ряде работ по исследованию процесса окислительного дегидрирования этилбензола в стирол на алюмооксиднмх катализаторах показано, что кислород может быть непосредственным участником образования продуктов углеотложения , . Авторы , , исследовавшие закономерности углеотложения при парциальном окислении алифатических спиртов на поверхности нанесенных серебряных катализаторов в условиях кислородсодержащей реакционной смеси, показали неоднозначную роль кислорода в гетерогенных каталитических реакциях окисления органических соединений на металлических катализаторах с одной стороны он способствует образованию ПУ на поверхности катализатора, а с другой, взаимодействуя с ними, проводит частичную окислительную регенерацию катализатора.