Влияние носителей и модификаторов на физико-химические свойства свинецсодержащих катализаторов окислительной димеризации метана

• Автор: Курзина, Ирина Александровна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 132 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1, ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1.Условия проведения и катализаторы окислительной димеризации метана.
1.1.1.Катализаторы окислительной димеризации мета на.
1.1.2.Общие закономерности подбора катализаторов окислительной димеризации метана.
1.2.Механизм реакции.
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1.Методика синтеза катализаторов.
2.2.Методика каталитического эксперимента.
2.3.Определение основности поверхности катализаторов
2.4.Рентгенофазовый анализ катализаторов.
2.5.Термографический анализ.
2.6.Методика проведения экспериментов в условиях тем пературно-программированной десорбции, окисления и восстановления.
2.7.Методика определения кинетических параметров взаимодействия газов с поверхностью катализаторов в неизотермических условиях.
ГЛАВА 3 . ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ И КАТАЛИТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОКСИДНОЙ СВИНЕЦ-ОЛОВЯННОЙ СИСТЕМЫ В ОКИСЛИТЕЛЬНОЙ ДИМЕРИЗАЦИИ МЕТАНА
3.1.Каталитические свойства свинец-оловянной системы
3.2.Физико-химические процессы в оксидной свинец-оловянной системе.
ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ ПРИРОДЫ НОСИТЕЛЯ И СПОСОБА ПРИГОТОВЛЕНИЯ НА КАТАЛИТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОКСИДНОЙ СВИНЕЦ-ОЛОВЯННОЙ СИСТЕМЫ
4.1.Влияние природы носителя на каталитические свой-
ства РЬ-Бп-О системы.
4.2. Влияние способа приготовления РЬ-Зп-0/а-А1203 катализатора.
ГЛАВА 5. ВЛИЯНИЕ МОДИФИЦИРОВАНИЯ ОКСИДАМИ ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ НА ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СВИНЕЦ- И ОЛОВОСОДЕРЖАЩИХ КАТАЛИЗАТОРОВ
5.1.Оксидные оловосодержащие катализаторы, промоти-рованные щелочноземельными металлами, в окислительной димеризации метана.
5.2.Физико-химические и каталитические свойства 10%Ме-РЬ-Зп-О/сс-А12О3 систем.
ГЛАВА 6. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МЕТАНА И КИСЛОРОДА С ПОВЕРХНОСТЬЮ 10%Ме-РЬ-Бп-О/а-А1203 КАТАЛИЗАТОРОВ
6.1.Взаимодействие кислорода с поверхностью 10%Ме-РЬ-Зп-0/а-А1203 образцов.
6.2.Изучение методом температурно-программированного восстановления процесса окислительной димеризации метана
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Широкое применение природного газа в быту и промышленности стало отличительным признаком современной цивилизации. Природный газ будет оставаться одним из основных первичных энергоносителей и источников получения химического сырья, по крайней мере, в течение первых десятилетий XXI века [1]. Этим вызван высокий интерес к вопросам, связанным с его ресурсами, добычей, транспортировкой и переработкой. Большинство возникающих при этом проблем обусловлено свойствами основного компонента природного газа - метана [2]. Если в качестве энергетического ресурса природный газ уже получил широкое распространение и его доля в мировом энергобалансе сравнялась с долей нефти, то его роль в производстве вторичных энергоносителей и химических продуктов значительно скромнее [1,3]. Высокая прочность связей С-Н в молекуле метана затрудняет его использование в технологических процессах. В России доля природного газа, используемого как химическое сырье или моторное топливо, крайне мала (соответственно 2-2,5% и 0,5%) [4].
Практически все реализованные в промышленном масштабе пути превращения природного газа в химические продукты основаны на сложном энерго- и капиталоемком процессе его предварительного превращения в синтез-газ [4,5]. Это - главный фактор, ограничивающий масштабы химической переработки метана. Поэтому большой интерес представляют разработки более рентабельных путей прямого превращения природного газа в ценные химические продукты [4,6]. Процесс окислительной ди-меризации метана (ОДМ) в этан и этилен стал интенсивно изучаться с начала 80-х годов. Большой интерес, проявляемый в разных странах к этому процессу, позволяет рассматривать его как один из перспективных способов переработки природного газа. Несмотря на столь непродолжительное время исследования реакции ОДМ, был разработан ряд эффективных катализаторов,

В настоящей работе также использованы катализаторы на основе оксида олова, модифицированные оксидами щелочноземельных металлов (Са, Бг) , нанесенные на корунд. Образцы приготовлены двумя методами: I - на а-А1?0з наносилась а-
оловянная кислота (а-Н4Зп04) с одновременным введением промотора в виде нитратов или гидроксидов металлов; II -носитель обрабатывался нитратами или гидроксидами щелочноземельных металлов после просушивания а-А120з с нанесенной «-оловянной кислотой (120 ЭС, б ч,), до образования р-Н43п04 [168]. После нанесения катализаторы просушивались
при 12 0°С 2 ч. и прокаливались при 8 00 °С 10 часов
разцы приготовлены из расчета 5; 10 мас.% МеО относительно 3п02. Количество нанесенной фазы варьировалось от 7 до 30 мас.%.
Способ приготовления и некоторые физико-химические свойства синтезированных образцов представлены в таблице
2.1. Удельные поверхности образцов определяли хроматографическим методом по тепловой десорбции аргона по методике, описанной в [169].
Гидроксиды олова (II) или (IV), необходимые для синтеза оловосодержащих систем, получали осаждением из 0,1 М растворов ЗпС12 или ЭпС!«], 25 % раствором аммиака при рН=12.
Полученный осадок гидроксида тщательно промывали и отфильтровывали. Содержание С1-ионов в промывочном растворе определяли методом объёмного титрования АдШ3 по методике [170]. Содержание ионов хлора в гидроксиде олова (II), полученном при данных условиях, не превышает 0,01 мас.% [171].
Гидроксид свинца получали осаждением из раствора РЬ(Ы03) 2 25% раствором аммиака.