WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

Объёмная реакции, ° С метанола, % скорость, ч Температура В шестой главе обсуждается построение принципиальной технологической схемы получения продуктов конверсии метанола. Для получения метилформиата непосредственно из синтез-газа через стадию образования метанола желательно поддерживать содержание водорода на низком уровне. Такое соотношение газов можно достичь, включив в схему реактор для обратной паровой конверсии монооксида углерода, либо вводя СО непосредственно перед слоем катализатора синтеза МФ. Концентрация формальдегида в процессе его получения конверсией метанола без участия молекулярного кислорода практически не зависит от концентрации СО и Н2, поэтому нет необходимости тонкого регулирования состава синтез-газа. Соотношение данных компонентов будет определяться условиями проведения синтеза метанола. Низкотемпературный синтез метанола производят при 200-280 °С, а максимальная производительность модельных образцов достигается в диапазоне 200-250 °С, поэтому нет принципиальных ограничений по температурному диапазону активности катализаторов для проведения процесса синтеза формальдегида или метилформиата в одном реакторе непосредственно из синтез-газа через стадию образования метанола.

Выделение продуктов из конвертированного газа возможно путём их конденсации при охлаждении конвертированного газа. Разделение полученного раствора метилформиата, формальдегида и диметилового эфира в метаноле и воде принципиально можно осуществить методами ректификации, так как температуры кипения компонентов существенно различаются.

Основные результаты и выводы 1. На основании исследований каталитических процессов конверсии метанола с варьированием состава реакционной среды подобраны составы, разработаны способы приготовления нанесённых контактов на основе -Al2O3 для получения альдегидов, простых и сложных эфиров.

2. Высокая активность и селективность по метилформиату и формальдегиду достигается путём изменения соотношения оксидов переходных и щелочных металлов в нанесённых катализаторах на основе -Al2O3:

- нанесённые медьсодержащие системы, промотированные соединениями калия, лития, натрия обеспечивают образование соединений с альдегидной группой: метилформиата и формальдегида;

- модифицирование поверхности носителя оксидами цинка, марганца и калия подавляет маршрут образования диметилового эфира и увеличивает селективность относительно целевых продуктов;

- молибденсодержащие катализаторы с более основной поверхностью носителя обеспечивают образование формальдегида в широком температурном диапазоне;

- максимальная производительность достигнута в температурном диапазоне 200 – 250 °С, по метилформиату на катализаторе CuO·K2O/Al2O3, а по формальдегиду на MoO3·K2O/Al2O3.

3. Состав пропитывающих растворов и последовательность нанесения компонентов оказывают существенное влияние на активность и стабильность катализаторов переработки метанола:

- использование аммиачно-карбонатных растворов для приготовления медьсодержащих катализаторов позволяет 2-4 раза увеличить площадь медного компонента, чем при использовании ацетатных солей. Промотирование медьсодержащих катализаторов небольшими количествами калия (~ 1 мас.%) практически не изменяет площадь медного компонента, дальнейшее увеличение содержания промотора существенно уменьшает дисперсность меди;

- катализаторы с большей дисперсностью медного компонента обладают меньшей термостабильностью, но большей активностью в отношении образования метилформиата и реакции разложения диметилового эфира до метана;

- совместное нанесение меди и калия, по сравнению с последовательным, позволяет достигнуть лучшее распределение данных компонентов на поверхности оксида алюминия, что способствует формированию сложного активного центра, обеспечивающего образование метилформиата и формальдегида.

4. Влияние компонентов синтез-газа на активность и селективность образцов в процессе переработки метанола заключается в изменении состояния катализатора и участии монооксида углерода и водорода в образовании конечных продуктов:

- активность медьсодержащих образцов начинает проявляться после их восстановления в реакционной среде, с увеличением парциального давления монооксида углерода катализаторы активируются при более низкой температуре (~175 °С);

- выдержка медьсодержащих катализаторов в реакционной среде при температурах выше 300 °С приводит к их частичной дезактивации по маршруту образования метилформиата и разложения диметилового эфира до метана;

- увеличение парциального давления водорода существенно снижает выход метилформиата, за счёт перевосстановления активных центров, отвечающих за объединение кислородсодержащих поверхностных групп, при этом их концентрация практически не изменяется;

- повышенная концентрация монооксида углерода в смеси увеличивает производительность катализаторов промотированных щелочными металлами по метилформиату и формальдегиду за счёт его участия в процессе образования промежуточных частиц, участвующих в формировании данных веществ.

5. Предложена технологическая схема производства нанесённых медь- и молибденсодержащих катализаторов на основе аммиачно-карбонатных растворов с рециклом аммиака и диоксида углерода.

6. Предложены подходы к организации технологического процесса получения метилформиата и формальдегида из синтез-газа с использованием принципов бифункционального катализа на базе действующего оборудования производства метанола.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1. А.А. Сенников, Е.С. Дмитриева Бифункциональный катализ в процессе конверсии метанола на нанесённых катализаторах// Тезисы докладов VI Региональной студенческой научной конференции «Фундаментальные науки специалисту нового века». Иваново, - 2006, - С.2. А.А. Сенников, Л.Н. Морозов Сопряжённые реакции в процессе переработки синтез-газа на нанесённых медьсодержащих катализаторах// Тезисы докладов III Международной конференции «Современные проблемы физической химии», Донецк, - 2007, - С. 44-3. А.А.Сенников, Л.Н. Морозов, В.Е. Потемкина Изменение селективности катализаторов CuO/Al2O3 в процессе конверсии метанола при модифицировании поверхности оксида алюминия калием// Известия вузов. Химия и химическая технология. - 2007, - Т.50, №10, - С.129-4. А.А. Сенников, Л.Н. Морозов, Ю.Н. Куприянова Регулирование селективности процесса переработки синтез-газа методом гетерогенного модифицирования метанольного катализатора// Успехи в химии и химической технологии: сб.науч.тр. Т.21.

№9(77) –М.: РХТУ им. Д.И.Менделеева. 2007. С.92-5. А.А. Сенников, Л.Н. Морозов, Д.В. Ляхин Влияние состава восстановительной среды на процесс конверсии метанола на нанесённых медьсодержащих катализаторах // Известия вузов. Химия и химическая технология. - 2008, - Т.51, №9. - С.129-6. А.А. Сенников, Л.Н. Морозов, В.А. Матышак Поверхностные соединения при разложении метанола на медь-кобальтовых нанесённых катализаторах // труды всероссийского семинара «Термодинамика поверхностных явлений и адсорбции», Иваново, - 2008, - С.49-7. L.N. Morozov, A.A. Sennikov Formation of Oxygen-Containing Products from Methanol on the Supported Catalysts with Heterogeneous Structure of Active Surface // Proceeding VIII International Conference «Mechanism of Catalytic Reactions», Novosibirsk, - 2009, - V.II, - P.8. А.А. Сенников, Л.Н. Морозов, Я.В. Шкарина Образование формальдегида при разложении метанола на нанесенных медьсодержащих катализаторах // Известия вузов.

Химия и химическая технология. - 2009, - T.52, №7, - С.129-

Pages:     | 1 | 2 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»