Дегидрирование кумола в α-метилстирол на пористых керамических вольфрамсодержащих конвертерах

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Показано влияние способа введения каталитического вольфрамового компонента в состав пористых керамических конвертеров на активность и селективность процесса дегидрирования кумола в α-метилстирол. Установлено, что активность поверхностно-модифицированного вольфрамсодержащего конвертера более чем на 2.5 порядка выше, чем конвертера, в котором вольфрам введен в структуру материала путем термохимического спекания шихты. Обнаружено, что дегидрирование углеводородов в каналах каталитического конвертера протекает примерно вдвое эффективней, по сравнению с гранулами такого же состава. Продемонстрирована возможность повышения интенсивности процесса путем извлечения особо чистого водорода из зоны реакции на палладийсодержащей мембране. Определен нулевой порядок протекания изучаемой реакции.

Об авторах

А. С. Федотов

Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН

Email: alexey.fedotov@ips.ac.ru
119991, Moscow, Russia

Д. Ю. Грачев

Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН

Email: petrochem@ips.ac.ru
119991, Moscow, Russia

Р. Д. Капустин

Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова РАН

Email: petrochem@ips.ac.ru
Chernogolovka, 142432, Moscow Region, Russia

М. И. Алымов

Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова РАН

Email: petrochem@ips.ac.ru
Chernogolovka, 142432, Moscow Region, Russia

М. В. Цодиков

Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: petrochem@ips.ac.ru
119991, Moscow, Russia

Список литературы

  1. Zuo C., Su Q. Research Progress on propylene preparation by propane dehydrogenation // Molecules. 2023. V. 28. № 8. P. 3594. https://doi.org/10.3390/molecules28083594
  2. Nawaz Z. Light alkane dehydrogenation to light olefin technologies: a comprehensive review // Reviews in Chemical Engineering. 2015. V. 31. № 5. P. 413-436. https://doi.org/10.1515/revce-2015-0012
  3. Sanfilippo D. Dehydrogenation of paraffins; key technology for petrochemicals and fuels // Cattech. 2000. V. 4. P. 56-73. https://doi.org/10.1023/A:1011947328263
  4. Bricker J.C. Advanced catalytic dehydrogenation technologies for production of olefins // Topics in Catalysis. 2012. V. 55. № 19-20. P. 1309-1314. https://doi.org/10.1007/s11244-012-9912-1
  5. Vora B.V. Development of dehydrogenation catalysts and processes // Topics in Catalysis. 2012. V. 55. № 19-20. P. 1297-1308. https://doi.org/10.1007/s11244-012-9917-9
  6. Julbe A., Farrusseng D., Guizard C. Porous ceramic membranes for catalytic reactors - overview and new ideas // Journal of Membrane Science. 2001. V. 181. № 1. P. 3-20. https://doi.org/10.1016/S0376-7388(00)00375-6
  7. Nettleship I. Applications of porous ceramics // Key Engineering Materials. 1996. V. 122. P. 305-324. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.122-124.305
  8. Ohji T., Fukushima M. Macro-porous ceramics: processing and properties // Intern. Materials Reviews. 2012. V. 57. № 2. P. 115-131. https://doi.org/10.1179/1743280411Y.0000000006
  9. Borovinskaya I.P., Manukyan K., Mukasyan A.S. SHS ceramics: history and recent advances // Ceramics in Modern Technologies. 2019. V. 1. № 1. P. 1-49. https://doi.org/10.29272/cmt.2018.0012
  10. Kurian M., Thankachan S., Nair S.S. (ed.). Ceramic Catalysts: Materials, Synthesis, and Applications. Elsevier, 2023. 350 р.
  11. Hong-kai Zha, Wen-qing Yu, Jing-wei Li, Jian Shi, Jun-cheng Li, Wen-ming Tang, Yin-he Lin, Kui-song Zhu, Ji-gui Cheng, Gui-cheng Liu. Progress in preparation and properties of porous silicon nitride ceramics // Silicon. 2023. P. 1-23. https://doi.org/10.1007/s12633-023-02525-0
  12. Rzig R., Troudi F., Ben Khedher N., Boukholda I., Aziz Alshammari F., Khalaf Alshammari N. Enhancement of 3D mass and heat transfer within a porous ceramic exchanger by flow-induced vibration // ACS Omega. 2022. V. 7. № 15. P. 13280-13289. https://doi.org/10.1021/acsomega.2c00907
  13. Lauriat G., Ghafir R. Forced convective heat transfer in porous media // Vafai K. (eds) Handbook of Porous Media. Dekker, New York, 2000. P. 201-267.
  14. Sun T., Huang X., Qu Y., Wang F., Chen Y. Theoretical and experimental study on heat and mass transfer of a porous ceramic tube type indirect evaporative cooler //Appl. Thermal Engineering. 2020. V. 173. P. 115211. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2020.115211
  15. Shelepova E.V., Vedyagin, A.A., Mishakov I.V., Noskov A.S. Modeling of ethylbenzene dehydrogenation in catalytic membrane reactor with porous membrane // Catalysis for Sustainable Energy. 2014. V. 2. № 1. P. 1-9. https://doi.org/10.2478/cse-2014-0001
  16. Gobina E., Hou K., Hughes R. Ethane dehydrogenation in a catalytic membrane reactor coupled with a reactive sweep gas // Chemical Engineering Science. 1995. V. 50. № 14. P. 2311-2319. https://doi.org/10.1016/0009-2509(95)00059-E
  17. Basov N.L., Ermilova M.M., Orekhova N.V., Yaroslavtsev A.B. Membrane catalysis in the dehydrogenation and hydrogen production processes // Russian Chemical Reviews. 2013. V. 82. № 4. P. 352.
  18. Abdalla B.K., Elnashaie S.S.E.H. A membrane reactor for the production of sytrene from ethylbenzene // J. of Membrane Science. 1993. V. 85. № 3. P. 229-239. https://doi.org/10.1016/0376-7388(93)85277-4
  19. Fedotov A.S., Tsodikov M.V., Yaroslavtsev A.B. Hydrogen production in catalytic membrane reactors based on porous ceramic converters // Processes. 2022. V. 10. № 10. P. 2060. https://doi.org/10.3390/pr10102060
  20. Fedotov A.S., Uvarov V.I., Tsodikov M.V., Paul S., Simon P., Marinova M., Dumeignil F. Production of styrene by dehydrogenation of ethylbenzene on a [Re, W]/γ-Al2O3 (K, Ce)/α-Al2O3 porous ceramic catalytic converter // Chem. Engineering and Processing-Process Intensification. 2021. V. 160. P. 108265. https://doi.org/10.1016/j.cep.2020.108265
  21. Федотов А.С., Грачев Д.Ю., Багдатов Р.А., Цодиков М.В., Уваров В.И., Капустин Р.Д., Поль С., Дюменьиль Ф. Особенности протекания процесса дегидрирования этилбензола в стирол на пористых керамических конвертерах, содержащих рений и вольфрам // Нефтехимия. 2023. Т. 63. № 2. С. 250-261.
  22. Fedotov A.S., Grachev D.Yu., Bagdatov R.A., Tsodikov M.V., Uvarov V.I., Kapustin R.D., Paul S., Dumeignil F. Dehydrogenation of ethylbenzene to styrene over rhenium- and tungsten-containing porous ceramic converters // Petrol. Chemistry. 2023. V. 63. P. 453-462. https://doi.org/10.1134/S0965544123030143.
  23. Чистяков А.В., Жарова П.А., Цодиков М.В., Николаев С.А., Кротова И.Н., Эзжеленко Д.И. Превращение этанола в линейные первичные спирты на золото-, никель- и золото-никелевых катализаторах // Кинетика и катализ. 2016. Т. 57. № 6. P. 807-816. https://doi.org/10.7868/S0453881116060058
  24. Chistyakov A.V., Zharova P.A., Tsodikov M.V., Nikolaev S.A., Krotova I.N., Ezzhelenko D.I. Conversion of ethanol into linear primary alcohols on gold, nickel, and gold-nickel catalysts // Kinet. Catal. 2016. V. 57. P. 803-811. https://doi.org/10.1134/S0023158416060045
  25. Ряшенцева М.А., Минчаев Х.М. Рений и его соединения в гетерогенном катализе. М.: Наука, 1983. 248 с.
  26. Ряшенцева М.А. Ренийсодержащие катализаторы в реакциях органических соединений // Успехи химии. 1998. Т. 67. № 2. C. 175-196.
  27. Ряшенцева М.А. Ренийсодержащие катализаторы в нефтехимии и органических реакциях // Вестник МИТХТ. 2007. Т. 2. № 2. C. 12.
  28. Lai C., Wang J., Zhou F., Liu W., Miao N. Reduction, sintering and mechanical properties of rhenium-tungsten compounds // J. of Alloys and Compounds. 2018. V. 735. P. 2685-2693. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2017.11.064
  29. Romanyuk A., Steiner R., Oelhafen P., Biskupek J., Kaiser U., Mathys D., Spassov V. Thermal stability of tungsten oxide clusters // J. of Physic. Chemistry. 2008. V. 112. № 30. P. 11090-11092. https://doi.org/10.1021/jp803844d
  30. Wilken T.R., Morcom W.R., Wert C.A. Reduction of tungsten oxide to tungsten metal // Metallurgical Transactions. 1976. V. 7. № 4. P. 589-597. https://doi.org/10.1007/BF02698592

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2023