catalizatori rodiului de hidrogenare benzen și omologii acestuia, în diferiți solvenți - tema științifică
Indice 542941: 547532: 546.97
Rodiu hidrogenarea catalizatorului din benzen și omologii acestuia, în diferiți solvenți
Crearea catalizatorilor de hidrogenare activi cantități mici de benzen se poate rezolva problema benzinei complet curat din benzen. A propus o serie de catalizatori de rodiu SIBUNIT, BAU Cau. Se arată că activitatea catalizatorilor depinde în principal de natura suportului, structura compusului aromatic și mediul de reacție. Metoda XPS caracteristicile definite de rodiu încărcat de stat pe suprafața catalizatorilor studiați.
produsul de reacție este doar un CEC-logeksan. Practic, nu există date privind hidrogenarea selectivă a benzenului în prezența altor compuși aromatici, precum și posibilitatea de hidrogenare a cantităților mici de benzen conținute în benzină.
Scopul acestei lucrări este dezvoltarea de noi catalizatori pentru hidrogenarea selectivă și exhaustivă a mici cantități de benzen.
Hidrogenarea benzenului a fost efectuată într-o autoclavă discontinuu la modul izobară-izoterm-ically. Autoclav din titan, țevi din oțel inoxidabil; Sistemul special permite aprovizionarea cu hidrogen pentru a menține o presiune constantă de hidrogen, măsurând cantitatea de hidrogen absorbit și administrat compusul care trebuie hidrogenat în sistem fără cădere de presiune de hidrogen. Reactorul este echipat cu un dispozitiv de prelevare, vă permite să selectați probe în timpul reacției, și un agitator turbină permite excluderea factorilor externi-difuzie. Temperatura a fost menținută folosind ultratermostat. Principiul de proiectare și exploatare a autoclava descrisă în [7]. Experimentele au fost efectuate în două moduri: 1) cu încărcare simultană a tuturor componentelor reacției (fără recuperare); 2) de catalizator pre-reducere în atmosferă de hidrogen și compușii hidrogenați introducerea unui catalizator recuperat într-un solvent. temperatura intervalul 20-80 ° C, o presiune de hidrogen de 0,1-10,0 MPa.
Catalizatorii preparați prin impregnare [3] clorurile apå rodiu. Ca purtători utilizate diverse medii de carbon: sibunite - carbon special
Volumul de hidrogen, VQ, CAU ml * - Sibunit - Al2O3 SiO2 w MgO - - Ula
Fig. 1. Hidrogenarea benzenului față de rodiu depus pe diferite suporturi, la 4 MPa și 80 ° C în etanol.
purtător sintetizat în BIC; mesteacăn carbon activat (BAC); cărbune drupacee activat (CAU); ultimele două cărbune - desene sau modele industriale. Pentru comparație, au fost testate purtători anorganici convenționali. Purtătorii utilizați au fost zdrobite și fracțiunea nu mai mare de 50 cm, ceea ce sugerează că factorul de eficiență este aproape de unitate în [4]. Catalizatorii sprijinite au fost uscate și utilizate în două moduri: cu o reducere preliminară într-un cuptor special într-un curent de hidrogen; cu reducerea preliminară a catalizatorului în autoclavă imediat înainte de experiment, la o presiune de experiență.
Așa cum acești compuși hidrogenați utilizat benzen precleaned, toluen, xilen, cumen și fracția de cifră octanică ridicată la reformarea benzinei (de ex. 91 și AI de mai sus distilat la presiune atmosferică fracțiile conținând compuși aromatici). Solvenți - pre distilat etanol, apă și octan (40 ml). Numărul de compus care trebuie hidrogenat este de 2-4% în volum solvent, care aproape de conținutul de benzen din benzină.
REZULTATE ȘI DISCUȚII
Viteza de hidrogenare Comparație în reducerea catalizatorului într-un solvent, în condiții și administrat compusul care trebuie hidrogenat și încărcarea în comun a catalizatorului, solvent și compusul gidrirumogo constatat că ratele de reacție în mod substanțial egale. Diferența este că, atunci când este încărcat articulația, rata crește pentru a ajunge la starea de echilibru, în primele minute ale reacției. Acest lucru se datorează dezvoltării suprafeței catalizatorului, reducerea formelor de oxid de rodiu și îndepărtarea oxigenului adsorbit pe suprafața catalizatorului a aerului stocat. Hidrogenarea cu o pre-reducere catalizată
recuperatoare în ceea ce privește experiența vă permite să ajungeți imediat o rată constantă de. Pentru restul, nu există nici o diferență, astfel încât cele mai multe experimente au fost efectuate la cizma comun.
Atunci când este aplicat rodiu pe diferite suporturi tipuri de activitate observat în hidrogenarea benzenului (Fig. 1). Activitatea catalitică maximă observată atunci când se aplică rodiu mesteacăn pe cărbune activat (BAC), în cazul în care rata de hidrogenare pe ea este de aproape 2 ori mai mare decât pe alte suporturi.
Ca activitate în reacția de hidrogenare benzen, catalizatori de rodiu sprijinit pe diferite suporturi, catalizatori aranjate în ordinea următoare: ULA (400)> 8YU2 (150)> sibunite (100) = CAU (100)> y-A1203 (18)> MTO ( 3) prezintă valori exemplare ale vitezei de reacție este între paranteze în ml H2 / min. URA prezintă activitate maximă la activitatea Sibunit este de 4 ori mai mic, dar acesta din urmă este mai ușor disponibile, deoarece se obține prin metode industriale de materie primă de hidrocarburi și, prin urmare, de un interes deosebit.
Determinarea vitezei de hidrogenare în diferitele catalizatori a arătat că pe Sibunit ratei de benzen de hidrogenare și toluen sunt aproape identice, în timp ce la CAU (Fig. 2) hidrogenarea vitezei benzen de două ori mai mică decât toluen și ratele de hidrogenare xilen și cumen, care sunt interconectate substanțial egală cu de două ori mai mică decât cea de toluen. O astfel de diferență viteze deschide perspectiva de a furniza un catalizator pentru hidrogenarea selectivă a benzenului în prezența altor compuși aromatici.
În hidrogenarea benzenului în diferiți solvenți (. Figura 3) Activitatea maximă a catalizatorului care conține 3% Yai / Sibunit, în funcție de apa; mai puțin activ, etanol, și în cea mai scăzută activitate octane. Acest lucru permite să se concluzioneze că activitatea într-un 7 ori mai mare în mediul polar decât într-un non-polar (hidrocarburi).
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600
Volumul de hidrogen, V), ml
1 - benzen, 2 - toluen, 3 - xilen, 4 - cumen
Fig. 2. Hidrogenarea benzen și omologii săi de 3% Rh / CAU la 4 MPa, 80 ° C în etanol: 1 - benzen; 2 - toluen; 3 - xilen; 4 - cumen.
Viteza, AV / A. ml / min
Volumul de hidrogen, V0 ml
1 - apă, 2 - etanol, 3 - octan
Fig. 3. Hidrogenarea benzenului este de 3% Rh / Sibunit la 40 MPa și 80 ° C, în diferiți solvenți: 1 - apă; 2 - etanol; 3 - octan.
Evident că polaritatea mediului are o mare influență asupra atât adsorbția și activarea benzen și hidrogen pe catalizator 3% № / sibunite (Fig. 3). Conform XPS (Fig. 4) de pe suprafața catalizatorilor reduse sunt disponibile ca metal rodiu și rodiu încărcat formă. Astfel, dacă 3% ub / CAU rodiu predominant metalic cu o energie de legare de 307.6 eV pentru Sibunit și Ula - rodiu încărcat formular.
In plus, spectrul vizibil (fig. 4), care este B bunite forme de rodiu decât BAU încărcat mai mult. Energiile de legare ale formei încărcat este 311.2 eV, atunci spectrul poate presupune,
că formele încărcate de rodiu sunt între I0 și Rb + 3. Amploarea vârfurilor pot fi considerate ca forme apropiate de metal la BAU mai mult SIBUNIT.
Raportul dintre metal și formele încărcate de rodiu are un efect semnificativ asupra activității catalitice. Activarea hidrogen și un inel aromatic în hidrogenarea depinde de starea încărcată de rodiu. Dacă comparăm (fig. 2) (fig. 4), este posibil să se facă anumite corelații asupra stării rodiu pe suprafață cu activitate catalitică pentru hidrogenarea benzenului. Evident, creșterea polară
305310315320
Energia de legare, eV
Fig. 4. Spectrele XPS procesat de rodiu în diferite suporturi de cărbune.
mediul ITS încurajează participarea activă în diverse forme, cum ar fi rodiu, și alte elemente care sunt implicate activ în procesul de adsorbție și cataliză.
1. propuși catalizatori de rodiu pe diferite suporturi, care permit hidrogenare cantități selective și exhaustive mici de benzen.
2. Prin activitatea de reacție pentru benzen hidrogenare rodiu cataliză
Pentru a citi mai trebuie să achiziționați textul articolul complet. Articolele sunt disponibile în format PDF pe e-mail specificat la finalizarea comenzii. Termenul de livrare este mai mic de 10 minute. Costul unui articol - 150 ruble.