Введение к работе
Актуальность темы. Окислительная дегидродимеризация углеводородов - сравнительно новый тип гетерогенно-каталитических реакций с участием кислорода, позволяющий получать многие практи-чсски цени,е дегидродимеры из доступного сырья. В начале 1980-х годов показана возможность вовлечения в эту реакцию дешевого и доступного метана, являющегося основным компонентом природного газа и в значительных количествах содержащегося в различных газах. нефтедобычи и нефтепереработки с получением этана и этилена (последний является одним из самых крупнотоннажных полупродуктов химической промышленности). Реакция оксидегидродимэризации метана в настоящее время интенсивно исследуется многими коллективами исследователей в различных странах мира. Основное вниманив при этом уделяется разработке и исследованию катализаторов на осново оксидов щелочных, щелочноземельных и редкоземельных элементов. Почти не изученными в этой реакции остаются висмутсодержащие оксидные системы, весьма эффективно катализирующие процессы окислительной дегидродимвризации олефинов С3-04 и толуола. Поэтому представлялось актуальным выполнение систематического исследования в новой реакции оксидегидросочетания метана каталит'ичесігих композиций, имеющих в своем составе оксид висмута - типичный компонент многих контактов, использующихся в окислительных превращениях других углеводородов.
Цель работы состояла в комплексном исследовании физико-химических и каталитических свойств систем типа Bl^Og-ltjJy, направлен-, ном на выявление характеристик, определякщих их активность и из-бирате іьность в реакции окислительной дегидродямеризаций метана. В задачи работы входило также изучение отдельных вопросов механизма протекания реакции, знание которых необходимо для понимзния природы действия каталізатора и разработки принципов регулирова-
ния его активности.
Научная новизна. Показано, что активные в реакциях окислительного дегидросочетания пропилена и толуола висмутсодержащие оксидные катализаторы способны ускорять протекание аналогичной реакции метана.' Для процессов этого типа найден новый висмут-марганцевый катализатор, активный компонент которого формируется под воздействием реакционной среда. Обнаружено промотирущее влияние небольших количеств щелочных металлов на активность и селективность висмут-марганцевой оксидной системь, связываемое с увеличением на ее поверхности числа основных центров. Высказано предположение, что метильные радикалы образуется с участием основных центров катализатора по схеме СН4 * СНд Cft, с последующей рекомбинацией их в этан, осуществляемой как на поверхности контакта, так и в газовой фазе. Гетерогенно-гомогенный механизм установлен и для глубокого окисления метана в СО,.
Практическая ценность. Полученные в работе данные значительно расширяют круг потенциально активных в оксидегидросоче-тании метана систем за счет известных катализаторов аналогичных реакций пропилена и толуола. Разработан эффективный катализатор окислительной димаризации метана, позволяющий получать целевые С2-углеводорода с выходом 22,3 при селективности 50%. Из предложенного механизма активации метана вытекают возможности регулирования активности катализатора путем введения добавок кислотно-основной природы в состав контакта или исходной реакционной смеси.
Апробация работы. Основные результаты диссертации обсуждены на 10 индийском национальном симпозиуме по катализу (Мадрас, 1990 г.), международной конференции "Конверсия углеводородов С1 -Со"(Красноярск, 1991 г.), республиканской конференции "Исследования в области использования вторичных материальных ресурсов в химической, нефтехимической 'и нефтеперерзбатыЕащей промышленности" (Баку. 1990 г.),конференции аспирантов АН Азербайджана и
проблемном семинаре "Физикс-химия поверхностных явлений и ката-г лиз" (Баку, I99Q, 1992 гг.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 печатных работ.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 127 страша' ах машинописи и содержит 9 таблиц и 21 рисунок. Состоит из Еведения, трех глав,' выводов и списка цитированной литературы, насчитывающей 228 наименований. .
![Физико-химические свойства систем фториды [60]фуллерена - органические растворители](/i/i/4389/432354.png "Физико-химические свойства систем фториды [60]фуллерена - органические растворители Макеев Юрий Алексеевич")
