Парциальное каталитическое окисление С3–С4-углеводородов монооксидом азота
Показана возможность образования ценных продуктов парциального окисления, в частности спиртов, при взаимодействии С3–С4-углеводородов с монооксидом азота на оксидных и цеолитных катализаторах. Скорость и селективность процесса зависят как от природы катализатора (кислотных свойств поверхности), так...
Gespeichert in:
| Datum: | 2001 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russisch |
| Veröffentlicht: |
Інститут бiоорганiчної хiмiї та нафтохiмiї НАН України
2001
|
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/3810 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Парциальное каталитическое окисление С3–С4-углеводородов монооксидом азота / В.А. Остапюк, Л.М. Алексеенко, В.Л. Стружко, С.Н. Орлик // Катализ и нефтехимия. — 2001. — № 9-10. — С. 43-48. — Бібліогр.: 18 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859711207239319552 |
|---|---|
| author | Остапюк, В.А. Алексеенко, Л.М. Стружко, В.Л. Орлик, С.Н. |
| author_facet | Остапюк, В.А. Алексеенко, Л.М. Стружко, В.Л. Орлик, С.Н. |
| citation_txt | Парциальное каталитическое окисление С3–С4-углеводородов монооксидом азота / В.А. Остапюк, Л.М. Алексеенко, В.Л. Стружко, С.Н. Орлик // Катализ и нефтехимия. — 2001. — № 9-10. — С. 43-48. — Бібліогр.: 18 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| description | Показана возможность образования ценных продуктов парциального окисления, в частности спиртов, при взаимодействии С3–С4-углеводородов с монооксидом азота на оксидных и цеолитных катализаторах. Скорость и селективность процесса зависят как от природы катализатора (кислотных свойств поверхности), так и от условий проведения реакции (температуры, соотношения концентраций реагентов, времени контакта).
Показана можливість утворення цінних продуктів парціального окислення, зокрема спиртів, під час взаємодії С3–С4-вуглеводнів з монооксидом азоту на оксидних і цеолітних каталізаторах. Швидкість і селективність процесу залежать як від природи каталізатора (кислотні властивості поверхні), так і від умов проведення реакції (температури, співвідношення концентрацій реагентів, часу контакту).
A feasibility of the partial oxidation valuable products (alcohols, in particular) yield while С3–С4-hydrocarbons reacting with nitrogen monoxide in the presence of oxide and zeolite catalysts has been demonstrated. This process rate and selectivity were shown dependent on both the catalyst nature (surface acidic properties) and the reaction running conditions (i.e., temperature, reagents concentration proportion, contacting time period).
|
| first_indexed | 2025-12-01T05:53:09Z |
| format | Article |
| fulltext |
Катализ и нефтехимия, 2001, №9–10 43
УДК 541.128.13 © 2001
Парциальное каталитическое окисление
С3–С4-углеводородов монооксидом азота
В.А. Остапюк, Л.М. Алексеенко, В.Л. Стружко, С.Н. Орлик
Институт физической химии им. Л.В. Писаржевского НАН Украины,
Украина, 03039 Киев, просп. Науки, 31; факс: (044) 265-62-16
Показана возможность образования ценных продуктов парциального окисления, в частности спиртов,
при взаимодействии С3–С4-углеводородов с монооксидом азота на оксидных и цеолитных катализато-
рах. Скорость и селективность процесса зависят как от природы катализатора (кислотных свойств по-
верхности), так и от условий проведения реакции (температуры, соотношения концентраций реагентов,
времени контакта).
Селективное каталитическое окисление углеводо-
родов – перспективный путь получения ценных окси-
генатов. Для решения этой задачи в последнее время
применяют нетрадиционные окислители, в частности,
перекись водорода, оксиды азота [1, 2]. Прямое моно-
окисление легких алканов в соответствующие спирты
с использованием гетерогенных катализаторов являет-
ся одним из наиболее привлекательных направлений
исследования окислительного катализа [3].
С практической точки зрения среди проблем произ-
водства реформулированного бензина возникает ост-
рая необходимость в оксигенатах, среди которых вы-
деляются спирты (метанол, этанол, изопропиловый
спирт) и эфиры (метилтретбутиловый – МТБЭ, ме-
тилтретамиловый – МТАЭ, этилтретбутиловый –
ЭТБЭ, диизопропиловый – ДИПЭ) [4]. Поскольку
ДИПЭ образуется в результате реакции изопропилово-
го спирта (ИПС) с пропиленом, нефтеперерабатываю-
щий завод может сам себя обеспечивать последним.
Таким образом, получение ИПС как оксигената, кото-
рый является также реагентом для получения ДИПЭ,
имеющего лучшие показатели как оксигенат, чем ИПС
[5], является актуальной практической задачей.
В работе [3] показана возможность превращения
метана и этана в соответствующие спирты, используя
закись азота и железофосфорные катализаторы. Пер-
спективным является процесс получения фенола из
бензола с помощью N2O, протекающий с высокой се-
лективностью на цеолите Fe-ZSM-5 [6, 7]. Парциаль-
ное окисление алканов осуществлено [8,9] в газовой
фазе в присутствии NO и показано, что при температу-
ре выше 600 °С оксиды азота (NOx) можно использо-
вать как гомогенные катализаторы, так как они значи-
тельно увеличивают выход оксигенатов (альдегидов,
кетонов, спиртов). Ранее нами показано [10], что в ре-
акции восстановления NO бутаном в отсутствие ки-
слорода на кобальтсодержащем цеолите (Co-H-ЦВН)
при значительном превращении углеводорода практи-
чески не наблюдалось продуктов его полного окисле-
ния – оксидов углерода. Мы предположили, что моно-
оксид азота действует как мягкий окислитель и при его
взаимодействии с углеводородом образуются кисло-
родсодержащие органические соединения. Аналогич-
ный результат был получен и при восстановлении NO
пропан-бутановой смесью на оксидном катализаторе
на основе ZrO2 [11].
В данной работе изучена возможность протекания
реакции парциального окисления низших углеводоро-
дов (пропана, пропилена, бутана, пропан-бутановой
смеси) монооксидом азота с целью получения кисло-
родсодержащих соединений. В качестве катализаторов
тестированы как оксидные системы (оксиды циркония,
церия, титана, ванадия), так и цеолитные (кобальт- и
железосодержащие пентасилы).
Экспериментальная часть
Исследование парциального окисления низших уг-
леводородов проводили на проточной установке при
атмосферном давлении. Катализатор в количестве
2 см3 зернением 1–2 мм загружали в стеклянный реак-
тор и прогревали перед каждым опытом в воздухе при
773 К в течение 1 ч. Стандартная реакционная смесь
содержала об. долей NO 25 % и об. долей углеводоро-
дов в гелии 10 % (пропан-бутановая смесь, С3:С4 =
= 1:1,25), скорость потока составила 100 мл/мин.
Реагенты и продукты реакции анализировали хро-
матографически. Для определения газообразных ком-
понентов (углеводороды, NO, N2, CO, CO2) применяли
хроматограф с детектором по теплопроводности, ко-
лонки, заполненные молекулярными ситами и силика-
гелем. Органические вещества (углеводороды, продук-
ты парциального окисления) анализировали на хрома-
тографе Chrom-4 с адсорбентом Separon BD и детекто-
ром ионизации в пламени в режиме линейного про-
граммирования при 383–503 К со скоростью 20 К/мин.
Продукты реакции накапливали в петле крана-
дозатора хроматографа, помещая ее в этанол, охлаж-
денный жидким азотом, затем нагревали до 423 К и
компоненты направляли в поток газа-носителя.
44 Катализ и нефтехимия, 2001, №9–10
Для отдельных образцов катализаторов был прове-
ден также масспектрометрический анализ продуктов
реакции с использованием методик ионизации элек-
тронным ударом, бомбардировкой быстрыми атомами
аргона и ионизацией в электрическом поле. Для этого
продукты реакции вымораживали на выходе из реак-
тора в охлажденной до 203–213 К стеклянной ловуш-
ке, полученный таким образом конденсат вводили в
масспектрометр1.
Каталитическую активность характеризовали кон-
версией углеводородов (ХУВ) и NO (XNO), которую оп-
ределяли в температурном интервале 673–823 К. Се-
лективность рассчитывали как отношение скорости
образования продуктов к скорости превращения угле-
водородов. Удельную поверхность образцов катализа-
торов определяли методом тепловой десорбции азота.
Кислотные свойства поверхности изучали методом
термопрограммированной десорбции аммиака по ме-
тодике, описанной в работе[11].
Результаты и их обсуждение
Для теоретической оценки возможности получения
ценных кислородсодержащих продуктов и эффектив-
ности различных окислителей предварительно была
проанализирована термодинамическая вероятность
протекания интересующих реакций с участием в каче-
стве окислителей оксидов азота и кислорода. Расчеты
проводили на примере реакций окисления пропана до
пропанола и пропионового альдегида, а также для
сравнения – до продуктов полного окисления – СО и
СО2. Окислители – оксиды азота N2O, NO, NO2 и ки-
слород. Принималось, что монооксид азота восстанав-
ливается до азота, а NO2 может превращаться как в
азот, так и в монооксид азота.
Для каждой реакции были рассчитаны изменение
свободной энергии Гиббса и константа равновесия на 1
моль продуктов при стехиометрическом составе ис-
ходной смеси при 300–700 К, используя табличные
данные для энтальпий и энтропий компонентов реак-
ции [12, 13]:
Ln Kp = -(ΔG/RT);
ΔG= ΣνiΔHi
пр – ΣνjΔHj
исх – Т( ΣνiSi
пр – ΣνjSj
исх) ,
где Кр – константа равновесия; ΔG – изменение
свободной энергии Гиббса; R – газовая постоянная; Т –
температура; ΔНi
пр и ΔНj
исх – энтальпии образования
продуктов реакции и исходных веществ; Si
пр и Sj
исх –
энтропии продуктов реакции и исходных веществ; νi,
ν – стехиометрические коэффициенты.
Рассчитанные величины приведены в табл. 1. Вид-
но, что все реакции характеризуются отрицательным
изменением свободной энергии Гиббса, т. е. их проте-
кание термодинамически возможно. Количественные
1 Масспектрометрический анализ продуктов реакции
выполнен в лаборатории канд.физ.-мат.наук В.Г. Голо-
ватого.
результаты свидетельствуют о том, что наиболее эф-
фективным окислителем является закись азота. Далее
по мере уменьшения эффективности реагенты распо-
лагаются в ряд: монооксид азота, диоксид азота (в слу-
чае его восстановления до азота), кислород и диоксид
азота (в случае восстановления до монооксида азота):
N2O > NO > NO2(до N2) > O2 > NO2>(до NO).
Таблица 1. Изменение энергии Гиббса и константы рав-
новесия для реакций окисления пропана при 700 К
Реакция ΔGр,
кДж/моль
ln Kp
С3Н8 + N2O = C3H7OH + N2
С3Н8 + NO = C3H7OH + 1/2N2
С3Н8 + 1/2NO2 = C3H7OH + 1/4N2
С3Н8 + 1/2O2 = C3H7OH
С3Н8 + NO2 = C3H7OH + NO
–295,4
–207,9
–164,5
–125,9
–121,2
50,8
35,7
28,3
21,6
20,8
С3Н8 + 2N2O = C3H6O + H2O + 2N2
С3Н8 + С3Н8 + 2NO = C3H6O + H2O + N2
С3Н8 + NO2 = C3H6O + H2O + 1/2N2
С3Н8 + O2 = C3H6O + H2O
С3Н8 + 2NO2 = C3H6O + H2O + 2NO
–611,7
–523,1
–436,4
–359,2
–412,4
105,1
89,9
75,0
61,7
70,9
С3Н8 + 10NO = 3CO2 + 4H2O + 5N2
С3Н8 + 7NO = 3CO + 4H2O + 7/2N2
–2933
–1620
503,9
278,3
Изменение свободной энергии Гиббса больше при
переходе к реакциям получения более окисленных
продуктов, например, от пропанола до пропионового
альдегида и оксидов углерода. Следовательно, необхо-
дим подбор селективных катализаторов парциального
окисления, на которых не происходило бы дальнейшее
доокисление целевых продуктов.
Таблица 2. Парциальное окисление С3–С4-углеводородов
монооксидом азота на Со- и Fe-содержащих цеолитах
(CnHm : NO = 1:2,5; V = 3000 ч-1)
Катализатор Углеводород Конверсия
углеводоро-
да, % / T, K
Селективность по
О-содержащим
продуктам, %
Со-Н-ЦВМ C3H8
С4Н10
12/673
14/673
17
23
Fe-ЦВК C4H10 18/673 22
Результаты экспериментального исследования ко-
бальт- и железосодержащих цеолитов структуры пен-
тасилов в реакции окисления пропана и бутана пред-
ставлены в табл. 2. При окислении пропана на кобальт-
содержащем катализаторе основными кислородсодер-
жащими продуктами были изопропанол и метанол.
Взаимодействие NO с пропиленом на этом катализато-
ре характеризуется образованием большего количества
кислородсодержащих продуктов, включая этанол,
пропанол, уксусную и пропионовую кислоты. Среди
продуктов парциального окисления бутана на кобаль-
товом катализаторе идентифицированы также бутанол,
Катализ и нефтехимия, 2001, №9–10 45
метанол, пропанол и уксусная кислота, тогда как на
железосодержащем цеолите образуется преимущест-
венно этанол.
Повышение температуры и концентрации окисли-
теля снижало селективность реакции парциального
окисления. Увеличение времени контакта приводило к
повышению выхода более окисленных продуктов, в
частности, соответствующих кислот, что свидетельст-
вует о способности образующихся спиртов доокис-
ляться монооксидом азота на металлцеолитных ката-
лизаторах.
Данные об активности тестированных катализато-
ров при окислении пропан-бутановой смеси моноок-
сидом азота и селективность по продуктам парциаль-
ного окисления при 773 К приведены в табл. 3. В этих
условиях полное окисление углеводородов протекало в
основном до СО2, лишь в некоторых случаях наблюда-
ли образование небольшого количества СО, а моноок-
сид азота восстанавливается до азота, N2O в продуктах
реакции не обнаружен.
Таблица 3. Активность катализаторов в реакции окисле-
ния С3–С4-углеводородов монооксидом азота при 773 К
Катализатор Sуд, м2/г ХУВ, % ХNO, % Селективность
по продуктам, %
TiO2 9 5–8 28 C2H5OH–19
i-C3H7OH–1,0
C3H7OH–0,3
i-C4H9OH–следы
ZrO2 (при Т =
823 К)
10 9 20 C2H5OH–7,5
i-C4H9OH–0,15
СеО2 8 18 70 C2H5OH–4,3
C3H7OH–следы
i-C4H9OH–следы
0,97Fe-ЦВК
(SiO2/Al2O3)
68 23 34 C2H5OН–5,5
C3H7OH–0,8
C4H9OH–2,0
С2Н5СООН–0,4
FePO4 0,06 8 15 C2H5OH–21
i-C3H7OH–1,0
i-C4H9OH–0,5
35 % Fe/SiO2 305 9,5 18 C2H5OH–7,8
C3H7OH–1,7
i-C4H9OH–0,4
C4H9OH–0,4
5 % Fe/SiO2⋅Zr4+ 325 7,5 14 C2H5OH–7,8
i-C3H7OH–1,3
C3H7OH–2,5
i-C4H9OH–0.2
C4H9OH-–0,4
0,59 % V2O5–
0,49 % SnO2
28 30 90 C2H5OH–3,2
i-C3H7OH–7,9
CH3COCH3–3,7
C2H5COOH–9,5
Из оксидных катализаторов наибольшую актив-
ность проявил СеО2, в значительной мере ему уступа-
ли ТiO2 и ZrO2, последний катализировал процесс с
заметной скоростью при 823 К, все они характеризова-
лись небольшими и близкими значениями удельной
поверхности (табл. 3). Анализ органических соедине-
ний показал наличие ряда продуктов парциального
окисления углеводородов. На оксидных катализаторах
основными из них были С2–С4-спирты (преимущест-
венно этанол).
Исследование железосодержащих катализаторов
(табл. 3, образцы № 4–7) обусловлено известными
литературными данными, касающимися в первую
очередь Fe-ZSM-5, для которого было показано, что
кластеры железа, стабилизированные в матрице тер-
мически активированного пентасила, способны фик-
сировать новую форму активного кислорода (так на-
зываемую α-форму), образующуюся при разложении
N2O [6].
Образец № 6 (35 % Fe/SiO2) получен многократной
пропиткой силикагеля раствором азотнокислого желе-
за с последующими сушкой и прокаливанием. Образец
№ 7 (5 % Fe/SiO2⋅ Zr4+) получен пропиткой силикагеля,
в который была введена мас. доля Zr4+ 1 % методом
ионного обмена, раствором азотнокислого железа с
последующими сушкой и прокаливанием.
Малоактивным оказался образец фосфата железа
(ІІІ), возможно, из-за его очень низкой удельной по-
верхности и практически нулевой кислотности по-
верхности, измеренной методом ТПДА аммиака. Вме-
сте с тем в работе [3] FePO4 назван уникальным ката-
лизатором окисления метана и этана до спиртов с по-
мощью закиси азота, поскольку оксиды железа (FeO,
Fe2O3, Fe3O4) и фосфаты других металлов (V, Cr, Mn,
Co, Ni, Zn) в этих реакциях оказались неактивными.
Среди других железосодержащих катализаторов
наиболее активным оказался Fe-ЦВК. На этом цеолите
кроме С2–С4-спиртов (преимущественно этанол) обра-
зуются пропионовая кислота и ацетон, а при повышен-
ной температуре – следовые количества масляной ки-
слоты. С увеличением температуры выход продуктов
парциального окисления углеводородов возрастает, а
селективность, как правило, падает. Исключение со-
ставляет реакция образования масляной кислоты на
катализаторе Fe-ЦВК, селективность по которой растет
с увеличением температуры, т. е. при повышенной
температуре увеличивается выход более окисленных
продуктов.
На железосодержащем цеолите изучено влияние
соотношения реагентов и времени контакта на выход
продуктов парциального окисления. Показано, что с
увеличением концентрации монооксида азота степень
его превращения падает, а углеводородов растет. С
увеличением времени контакта растет степень пре-
вращения обоих реагентов. В зависимости от концен-
трации NO (рис.1, а) выход пропанола и бутанола дос-
тигает максимальных значений, а пропионовой кисло-
ты падает. При этом возрастает содержание СО2 в про-
46 Катализ и нефтехимия, 2001, №9–10
реагировавшей смеси. С увеличением времени контак-
та выход пропанола снижается, пропионовой кислоты
возрастает, а бутанол достигает максимума (рис. 1, б).
По-видимому, высокая концентрация окислителя (NO)
способствует протеканию реакции глубокого окисле-
ния углеводородов, а увеличение времени контакта
благоприятно сказывается на доокислении продуктов
реакции, например, пропанола до пропионовой кисло-
ты. Следовательно, для достижения максимального
выхода определенных кислородсодержащих соедине-
ний необходима оптимизация условий проведения ре-
акции окисления углеводородов монооксидом азота –
температуры, концентрации реагентов, времени кон-
такта.
а
0
0,5
1
1,5
2
1 1,5 2 2,5 3 3,5 4
C NO/C УВ
V
·1
06
0
2
4
6
V
·1
07
1
2
3
б
0,5
1
1,5
2
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3
τ , с
V
·1
06
1
2
3
4
V
·1
07
1
2
3
Рис. 1. Зависимость выхода продуктов парциаль-
ного окисления (V, моль/мин) от соотношения кон-
центраций реагентов (а) и времени контакта при
соотношении CNO/CУВ=1,75 (б): 1 – С3Н7ОН; 2 –
С4Н9ОН; 3 – С2Н5СООН
Для катализатора Fe-ЦВК был проведен масспек-
трометрический анализ продуктов реакции (C3–
С4+NO) с применением различных методик. Масспек-
тры продуктов реакции, полученные с применением
ионизации электронным ударом и бомбардировкой
быстрыми атомами аргона, содержат до нескольких
десятков линий (в интервале 26–102 а.е.) и трудно под-
даются интерпретации. В спектрах отмечены интен-
сивные сигналы ионов с нечетными массовыми чис-
лами, что может быть обусловлено осколками (фраг-
ментами) органических соединений, состоящих только
из атомов углерода, водорода и кислорода, или нали-
чием в продуктах реакции соединений, содержащих
трехвалентный азот, например аминов. В частности,
наблюдаемые линии с массовыми числами 41, 45, 61
а.е. могут быть отнесены к соединениям, имеющим
следующие химические формулы: CH3CN, C2H5NH2,
HOCH2CH2NH2. Последнее было подтверждено мас-
спектрометрическим исследованием с ионизацией в
электрическом поле в условиях, в которых практиче-
ски отсутствовали осколки молекул. Так, в одном из
спектров наблюдали интенсивные сигналы с массовы-
ми числами 37 и 73 а.е. и менее интенсивный 74 а.е.
Линию с массовым числом 37 а.е. можно отнести
только к протонированному димеру воды Н3О·Н2О.
Сигнал с массовым числом 73 а.е. обусловлен наличи-
ем в продуктах реакции аминов (бутиламина, диэтила-
мина и др.), 74 а.е. – их протонированными формами.
Таким образом, масспектрометрически показано,
что наряду с продуктами парциального окисления воз-
можно образование азотсодержащих органических
соединений, в частности аминов и амидов. В работе
[8], в которой NO использовали как гомогенный ката-
лизатор в процессе окисления легких алканов (метана,
этана, пропана и изобутана) кислородом в газовой фа-
зе, показано, что образование оксигенатов в присутст-
вии монооксида азота происходит в результате разло-
жения органических азотсодержащих соединений.
NO2, образующийся в равновесной реакции
2NO+O2 ↔ 2NO2, инициирует окисление алканов по
реакции RH+NO2 → R'+HNO2. Образующийся алкил-
радикал взаимодействует с NO2, давая алкилнитрит
и/или нитроалкан R' + NO2 → RONO (RNO2), которые
разлагаются с образованием оксигенатов, в частности
муравьиной, уксусной кислот, ацетона. Последнее
подтверждено изучением разложения алкилнитритов:
n-C3H7ONO → HCHO + C2H5' + NO;
iso-C3H7ONO → CH3CHO + CH3 + NO;
tret-C4H9ONO → CH3COCH3 + CH3' + NO.
Из всех тестированных в данной работе катализа-
торов наиболее активным оказался оксидный ванадий-
оловянный образец V2O5–SnO2, приготовленный мето-
дом соосаждения метаванадата и хлорида олова с по-
следующими сушкой и прокаливанием. Известно, что
оксидные ванадийсодержащие системы являются эф-
Катализ и нефтехимия, 2001, №9–10 47
фективными катализаторами селективного окисления
углеводородов, в частности пропана до пропилена [14,
15]. Степень превращения пропан-бутана и моноокси-
да азота на нем достигает 30 и 90 % соответственно,
при этом основные продукты парциального окисле-
ния – изопропанол (селективность около 7,9 %) и аце-
тон (селективность 3,7 %). Это может свидетельство-
вать о том, что ацетон является продуктом дальнейше-
го доокисления изопропилового спирта.
Рис. 2. Спектры ТПД аммиака с поверхности Fe-ЦВК(1)
и V2O5-SnO2 (2)
Таблица 4. Концентрация кислотных центров изученных
катализаторов по десорбции аммиака
Температура макси-
мума десорбции, К Катализатор
Концентрация
кислотных
центров, ммоль/г Т1, К Т2, К
Fe-ЦВК 0,43 493 663
35 % Fe/SiO2 0,10 463 –
5 % Fe/SiO2 Zr4+ 0,18 473 –
0,59 % V2O5/0,49 % SnO2 0,26 463 623
Известно, что активация углеводорода (протониро-
вание) может происходить на кислотных центрах как
цеолитных, так и оксидных катализаторов [16–18]. По-
этому была изучена кислотность поверхности отдель-
ных образцов катализаторов методом ТПДА. Из табл.
4 следует, что в исследованном процессе на более ак-
тивных катализаторах концентрация кислотных цен-
тров выше. Низкоактивный в нашем случае фосфат
железа практически не адсорбировал аммиак. Кроме
того, изученные образцы различаются и распределени-
ем кислотных центров по силе. Катализаторы Fe-ЦВК
и V2O5–SnO2 кроме слабокислотных центров, десорби-
рующих аммиак при 463–493 К, обладают заметным
количеством центров большей силы, десорбция с ко-
торых протекает в интервале 623–663 К. Это проиллю-
стрировано рис. 2, на котором приведены спектры
термодесорбции аммиака с поверхности Fe–ЦВК и
V2O5–SnO2. Полученные результаты могут свидетель-
ствовать о наличии корреляции между количеством
кислотных центров и их распределением по силе с
конверсией углеводородов.
Таким образом, на основании результатов исследо-
ваний можно говорить об образовании ценных про-
дуктов парциального окисления, в частности спиртов,
при взаимодействии низших углеводородов с моноок-
сидом азота на оксидных и цеолитных катализаторах.
Скорость и селективность процесса зависят как от
природы катализатора, в том числе кислотных свойств
поверхности, так и условий проведения процесса (тем-
пературы, времени контакта, соотношения концентра-
ций реагентов).
Литература
1. Mizuno N., Nishiyama Y., Kiyoto I. et al., Stud. Surf.
Sci. Catal., 2000, 130, 797.
2. Dumitriu D., Angelescu E., Parvulescu V.I., Rom.
Chem. Quart. Rev., 1998, 6 (2), 113.
3. Wang Y., Otsuka K., J. Chem. Soc. Faraday Trans.
Part I, 1995, 91 (21),3 953.
4. Топільницький П.І., Гайванович В.І., Шищак
О.В., Проблеми виробництва реформульованого бен-
зину, Львів, 1998.
5. Ancilotti F., Fattore V., Fuel Proc. Technol., 1998, 57
(3), 163.
6. Панов Г.И., Харитонов А.С., Рос. хим. журн.,
2000, (4), 7.
7. Tanabe K., Holderich W.F., Appl. Catal. A: General,
1999, 181, 399.
8. Otsuka K., Takahashi R., Iamanoka I., J. Catal.,1999,
185 (1), 182.
9. Otsuka K., Takahashi R., Amakawa K. et al., Catal.
Today, 1998, 45 (1–4), 23.
10. Орлик С.Н., Стружко В.Л., Стасевич В.П. и др.,
Теорет. и эксперим. химия, 1996, 32 (4), 47.
11. Миронюк Т.В., Стружко В.Л., Орлик С.Н., Там
же, 2000, 36 (5), 307.
12. Жоров Ю.М., Термoдинамика химических про-
цессов, Москва, Химия, 1995.
13. Сталл Д., Вэстрам Э., Зинке Г., Химическая
термодинамика органических соединений, Москва,
Мир, 1971.
14. Michaels J.N., Stern D.L., Grasselli R.K., Catal.
Lett.,1996, 42 (3–4), 135.
15. Sokolovskii V., Arena F., Giordano N. et al., J.
Catal.,1997, 167 (1), 296.
16. Пуцма М.Л., Химия цеолитов и катализ на цео-
литах, Под ред. Дж. Рабо, Москва, Мир, 1980, 5.
17. Miller J.T., Glusker E., Peddi R. et al., Catal.
Lett.,1998, 51 (1–2), 15.
18. Орлик С.Н., Стружко В.Л., Миронюк Т.В. и др.,
Теорет. и эксперим. химия, 2001, 37 (5), 306.
Поступила в редакцию 28 ноября 2001 г
I, отн. ед.
1
2
Т, К
48 Катализ и нефтехимия, 2001, №9–10
Парціальне каталітичне окислення
С3–С4-вуглеводнів монооксидом азоту
В.А. Остапюк, Л.М. Алєксєєнко, В.Л. Стружко, С.М. Орлик
Інститут фізичної хімії ім. Л.В. Писаржевського НАН України
Україна, 03039 Київ, просп. Науки, 31; факс: (044) 256-62-16
Показана можливість утворення цінних продуктів парціального окислення, зокрема спиртів, під час
взаємодії С3–С4-вуглеводнів з монооксидом азоту на оксидних і цеолітних каталізаторах. Швидкість і
селективність процесу залежать як від природи каталізатора (кислотні властивості поверхні), так і від
умов проведення реакції (температури, співвідношення концентрацій реагентів, часу контакту).
Partial Catalytic Oxidation of
C3–C4-Hydrocarbons by Nitrogen Monoxide
V.A. Ostapyuk, L.M. Alekseenko, V.L. Struzhko, S.N. Orlik
L.V. Pysarzhevsky Institute of Physical Chemistry, National Academy of Sciences of Ukraine,
31, Nauki Prosp., Kyiv, 03039, Ukraine; Fax: (044) 265-62-16
A feasibility of the partial oxidation valuable products (alcohols, in particular) yield while C3-C4-hydrocarbons
reacting with nitrogen monoxide in the presence of oxide and zeolite catalysts has been demonstrated. This
process rate and selectivity were shown dependent on both the catalyst nature (surface acidic properties) and the
reaction running conditions (i.e., temperature, reagents concentration proportion, contacting time period).
УВАГА! ВІДОМОСТІ ІЗ ПЕРШИХ РУК:
НАДІЙНИЙ “ОДЯГ” ДЛЯ МЕТАЛЕВИХ ТРУБ!
Водостійке покриття для металевих труб на основі епоксіпраймера
і поліетиленової композиційної плівки “Термізол”.
В лабораторії “Старіння та стабілізації покрить” ІБОНХ НАН України розроб-
лено і впроваджено у виробництво двошарову плівку “Термізол” з високою адгезі-
єю до модифікованн\ого еластичного епоксіпраймера ЕП-0010М.
Технологічний процес нанесення покриття на труби включає такі операції:
- нанесення епоксіпраймеру (валками або розпиленням);
- намотка з натягом ( по спіралі) двошарової плівки “Термізол”;
- надання часу для формування покриття.
Технічні показники:
Температура експлуатації, °С Від -60 до +90 °С
Адгезія до сталі, кгс\см, не менше 6,0
Товщина праймування, мм, не більше 0,1
Товщина полімерного покриття, мм
-в один шар,
- у два шари.
1,1
2.2
мінімальна температура формування покриття, °С 10
Час формування покриття, год, не менше 12
Телефон: 559-70-24
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-3810 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-01T05:53:09Z |
| publishDate | 2001 |
| publisher | Інститут бiоорганiчної хiмiї та нафтохiмiї НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Остапюк, В.А. Алексеенко, Л.М. Стружко, В.Л. Орлик, С.Н. 2009-07-10T11:14:23Z 2009-07-10T11:14:23Z 2001 Парциальное каталитическое окисление С3–С4-углеводородов монооксидом азота / В.А. Остапюк, Л.М. Алексеенко, В.Л. Стружко, С.Н. Орлик // Катализ и нефтехимия. — 2001. — № 9-10. — С. 43-48. — Бібліогр.: 18 назв. — рос. https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/3810 541.128.13 Показана возможность образования ценных продуктов парциального окисления, в частности спиртов, при взаимодействии С3–С4-углеводородов с монооксидом азота на оксидных и цеолитных катализаторах. Скорость и селективность процесса зависят как от природы катализатора (кислотных свойств поверхности), так и от условий проведения реакции (температуры, соотношения концентраций реагентов, времени контакта). Показана можливість утворення цінних продуктів парціального окислення, зокрема спиртів, під час взаємодії С3–С4-вуглеводнів з монооксидом азоту на оксидних і цеолітних каталізаторах. Швидкість і селективність процесу залежать як від природи каталізатора (кислотні властивості поверхні), так і від умов проведення реакції (температури, співвідношення концентрацій реагентів, часу контакту). A feasibility of the partial oxidation valuable products (alcohols, in particular) yield while С3–С4-hydrocarbons reacting with nitrogen monoxide in the presence of oxide and zeolite catalysts has been demonstrated. This process rate and selectivity were shown dependent on both the catalyst nature (surface acidic properties) and the reaction running conditions (i.e., temperature, reagents concentration proportion, contacting time period). ru Інститут бiоорганiчної хiмiї та нафтохiмiї НАН України Парциальное каталитическое окисление С3–С4-углеводородов монооксидом азота Парціальне каталітичне окислення С3–С4-вуглеводнів монооксидом азоту Partial Catalytic Oxidation of C3–C4-Hydrocarbons by Nitrogen Monoxide Article published earlier |
| spellingShingle | Парциальное каталитическое окисление С3–С4-углеводородов монооксидом азота Остапюк, В.А. Алексеенко, Л.М. Стружко, В.Л. Орлик, С.Н. |
| title | Парциальное каталитическое окисление С3–С4-углеводородов монооксидом азота |
| title_alt | Парціальне каталітичне окислення С3–С4-вуглеводнів монооксидом азоту Partial Catalytic Oxidation of C3–C4-Hydrocarbons by Nitrogen Monoxide |
| title_full | Парциальное каталитическое окисление С3–С4-углеводородов монооксидом азота |
| title_fullStr | Парциальное каталитическое окисление С3–С4-углеводородов монооксидом азота |
| title_full_unstemmed | Парциальное каталитическое окисление С3–С4-углеводородов монооксидом азота |
| title_short | Парциальное каталитическое окисление С3–С4-углеводородов монооксидом азота |
| title_sort | парциальное каталитическое окисление с3–с4-углеводородов монооксидом азота |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/3810 |
| work_keys_str_mv | AT ostapûkva parcialʹnoekatalitičeskoeokislenies3s4uglevodorodovmonooksidomazota AT alekseenkolm parcialʹnoekatalitičeskoeokislenies3s4uglevodorodovmonooksidomazota AT stružkovl parcialʹnoekatalitičeskoeokislenies3s4uglevodorodovmonooksidomazota AT orliksn parcialʹnoekatalitičeskoeokislenies3s4uglevodorodovmonooksidomazota AT ostapûkva parcíalʹnekatalítičneokislennâs3s4vuglevodnívmonooksidomazotu AT alekseenkolm parcíalʹnekatalítičneokislennâs3s4vuglevodnívmonooksidomazotu AT stružkovl parcíalʹnekatalítičneokislennâs3s4vuglevodnívmonooksidomazotu AT orliksn parcíalʹnekatalítičneokislennâs3s4vuglevodnívmonooksidomazotu AT ostapûkva partialcatalyticoxidationofc3c4hydrocarbonsbynitrogenmonoxide AT alekseenkolm partialcatalyticoxidationofc3c4hydrocarbonsbynitrogenmonoxide AT stružkovl partialcatalyticoxidationofc3c4hydrocarbonsbynitrogenmonoxide AT orliksn partialcatalyticoxidationofc3c4hydrocarbonsbynitrogenmonoxide |