Активація промислового мідь-цинк-алюмооксидного каталізатора одержання метанолу
It was first established the influence of mechanochemical activation of copper-zinc-alumina oxide catalyst on the structure and morphology of its surface, mechanism, and principles of carbon oxides hydrogenation reaction within a wide temperature range at atmospheric pressure. Catalytic investigatio...
Saved in:
| Date: | 2024 |
|---|---|
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
V.P. Kukhar Institute of Bioorganic Chemistry and Petrochemistry of the National Academy of Sciences of Ukraine
2024
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://kataliz.org.ua/index.php/journal/article/view/109 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Catalysis and petrochemistry |
Institution
Catalysis and petrochemistry| _version_ | 1859471882426777600 |
|---|---|
| author | Khimach, Nataliia Y. Melnykova, Svitlana L. Filonenko, Mykhailo М. Yevdokymenko, Vitalii О. |
| author_facet | Khimach, Nataliia Y. Melnykova, Svitlana L. Filonenko, Mykhailo М. Yevdokymenko, Vitalii О. |
| author_sort | Khimach, Nataliia Y. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-02-23T13:40:37Z |
| description | It was first established the influence of mechanochemical activation of copper-zinc-alumina oxide catalyst on the structure and morphology of its surface, mechanism, and principles of carbon oxides hydrogenation reaction within a wide temperature range at atmospheric pressure. Catalytic investigations were carried out in the laboratory unit with a gradient-free catalytic vibroreactor. It was revealed that mechanochemical treatment of copper-zinc-aluminum oxide catalyst before catalysis can reduce reaction initiation temperature and optimum temperature synthesis by 20-30 °C. At the same time, pre-machining of the catalyst provides increase its productivity by 50 % in comparison with the granulated catalyst. It was established that only effective additive of the powdered catalyst can be subjected to in situ mechanochemical activated. Investigation of the in situ catalyst’s activity depending on the frequency of physical percussion showed that an optimal vibration of reactor corresponded to the frequency 5 Hz. At this frequency, the catalyst productivity per mass unit of the effective catalyst addition introduced into the reactor was 47 mmol СН3ОН/(gcat·h) at temperature 220 °C and under the pressure 0.1 MPa. This two and a half times more than the value obtained at the industrial conditions at 240 °C and 9.0 MPa (January – May 2001, “Alvigo” company, Severodonetsk city, Ukraine). Total catalyst’s productivity under the frequency of vibration reactor 5 Hz is 4.5 mg СН3ОН/(gcаt·h). This is 2-3 times greater than the corresponding data for the granulated catalyst in a static mode. The increase of the catalyst activity under mechanical stress is explored by the increase of concentration defects of a crystal lattice of the catalyst. A new effective method for synthesis gas conversion into the methanol under conditions of mechanochemical activation of the catalyst can be used in industry as an alternative to methanol production at high pressures. |
| first_indexed | 2026-03-12T15:49:35Z |
| format | Article |
| id | oai:katalizorgua:article-109 |
| institution | Catalysis and petrochemistry |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-03-12T15:49:35Z |
| publishDate | 2024 |
| publisher | V.P. Kukhar Institute of Bioorganic Chemistry and Petrochemistry of the National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:katalizorgua:article-1092026-02-23T13:40:37Z Activation of the industrial copper-zinc-aluminum catalyst for the production of methanol Активація промислового мідь-цинк-алюмооксидного каталізатора одержання метанолу Khimach, Nataliia Y. Melnykova, Svitlana L. Filonenko, Mykhailo М. Yevdokymenko, Vitalii О. heterogeneous catalysis, in situ activation, copper-zinc-alumina catalyst, methanol synthesis гетерогенний каталіз, активація in situ, мідь-цинк-алюмооксидний каталізатор, метанол, синтез-газ It was first established the influence of mechanochemical activation of copper-zinc-alumina oxide catalyst on the structure and morphology of its surface, mechanism, and principles of carbon oxides hydrogenation reaction within a wide temperature range at atmospheric pressure. Catalytic investigations were carried out in the laboratory unit with a gradient-free catalytic vibroreactor. It was revealed that mechanochemical treatment of copper-zinc-aluminum oxide catalyst before catalysis can reduce reaction initiation temperature and optimum temperature synthesis by 20-30 °C. At the same time, pre-machining of the catalyst provides increase its productivity by 50 % in comparison with the granulated catalyst. It was established that only effective additive of the powdered catalyst can be subjected to in situ mechanochemical activated. Investigation of the in situ catalyst’s activity depending on the frequency of physical percussion showed that an optimal vibration of reactor corresponded to the frequency 5 Hz. At this frequency, the catalyst productivity per mass unit of the effective catalyst addition introduced into the reactor was 47 mmol СН3ОН/(gcat·h) at temperature 220 °C and under the pressure 0.1 MPa. This two and a half times more than the value obtained at the industrial conditions at 240 °C and 9.0 MPa (January – May 2001, “Alvigo” company, Severodonetsk city, Ukraine). Total catalyst’s productivity under the frequency of vibration reactor 5 Hz is 4.5 mg СН3ОН/(gcаt·h). This is 2-3 times greater than the corresponding data for the granulated catalyst in a static mode. The increase of the catalyst activity under mechanical stress is explored by the increase of concentration defects of a crystal lattice of the catalyst. A new effective method for synthesis gas conversion into the methanol under conditions of mechanochemical activation of the catalyst can be used in industry as an alternative to methanol production at high pressures. Вперше встановлено вплив механохімічної активації мідь-цинк-алюмооксидного каталізатора на структуру й морфологію його поверхні, механізм та закономірності перебігу реакції гідрогенізації оксидів вуглецю у широкому діапазоні температур за атмосферного тиску. Каталітичні дослідження здійснювались на лабораторній установці з безградієнтним віброреактором. Показано, що механохімічна активація каталізатора на стадії, що передує каталізу, знижує температуру ініціювання реакції та максимальної активності каталізатора на 20-30 °С та підвищує його продуктивність на 50 % у порівнянні з гранульованим каталізатором. З’ясовано, що механохімічній активації in situ піддається лише «ефективна добавка» каталізатора. Знайдено екстремальну залежність продуктивності каталізатора від частоти вібрації реактора з максимумом при 5 Гц. За цієї частоти значення продуктивності каталізатора в розрахунку на масу «ефективної добавки» за умов активації in situ при температурі 220 °С, тиску 0.1 МПа та частоті вібрації реактора 5 Гц становить 47 ммоль СН3ОН/(гкат·год), що в 2.5 рази перевищує результати, одержані в промислових випробуваннях каталізатора СНМ-У (січень-травень 2001 року, фірма «Алвіго», м. Сєвєродонецьк, Україна) за температур 210-240 °С під тиском 9.0 МПа. Загальна продуктивність каталітичної системи за частоти 5 Гц становить 4.5 мг СН3ОН/(гкат·год), що в 2-3 рази перевищує відповідні дані для гранульованого каталізатора в статичному режимі. Зростання активності каталізатора під дією механічного навантаження пояснюється підвищенням концентрації дефектів кристалічної ґратки. Новий ефективний спосіб одержання метанолу за умов механохімічної активації може бути задіяний у промисловості як альтернатива реалізації процесу за високого тиску. V.P. Kukhar Institute of Bioorganic Chemistry and Petrochemistry of the National Academy of Sciences of Ukraine 2024-12-10 Article Article application/pdf https://kataliz.org.ua/index.php/journal/article/view/109 10.15407/kataliz2024.35.019 Catalysis and petrochemistry; No. 35 (2024): Catalysis and petrochemistry; 19-31 Каталіз та нафтохімія; № 35 (2024): Каталіз та нафтохімія; 19-31 2707-5796 2412-4176 10.15407/kataliz2024.35 uk https://kataliz.org.ua/index.php/journal/article/view/109/98 Copyright (c) 2024 Catalysis and petrochemistry |
| spellingShingle | гетерогенний каталіз активація in situ мідь-цинк-алюмооксидний каталізатор метанол синтез-газ Khimach, Nataliia Y. Melnykova, Svitlana L. Filonenko, Mykhailo М. Yevdokymenko, Vitalii О. Активація промислового мідь-цинк-алюмооксидного каталізатора одержання метанолу |
| title | Активація промислового мідь-цинк-алюмооксидного каталізатора одержання метанолу |
| title_alt | Activation of the industrial copper-zinc-aluminum catalyst for the production of methanol |
| title_full | Активація промислового мідь-цинк-алюмооксидного каталізатора одержання метанолу |
| title_fullStr | Активація промислового мідь-цинк-алюмооксидного каталізатора одержання метанолу |
| title_full_unstemmed | Активація промислового мідь-цинк-алюмооксидного каталізатора одержання метанолу |
| title_short | Активація промислового мідь-цинк-алюмооксидного каталізатора одержання метанолу |
| title_sort | активація промислового мідь-цинк-алюмооксидного каталізатора одержання метанолу |
| topic | гетерогенний каталіз активація in situ мідь-цинк-алюмооксидний каталізатор метанол синтез-газ |
| topic_facet | heterogeneous catalysis in situ activation copper-zinc-alumina catalyst methanol synthesis гетерогенний каталіз активація in situ мідь-цинк-алюмооксидний каталізатор метанол синтез-газ |
| url | https://kataliz.org.ua/index.php/journal/article/view/109 |
| work_keys_str_mv | AT khimachnataliiay activationoftheindustrialcopperzincaluminumcatalystfortheproductionofmethanol AT melnykovasvitlanal activationoftheindustrialcopperzincaluminumcatalystfortheproductionofmethanol AT filonenkomykhailom activationoftheindustrialcopperzincaluminumcatalystfortheproductionofmethanol AT yevdokymenkovitaliio activationoftheindustrialcopperzincaluminumcatalystfortheproductionofmethanol AT khimachnataliiay aktivacíâpromislovogomídʹcinkalûmooksidnogokatalízatoraoderžannâmetanolu AT melnykovasvitlanal aktivacíâpromislovogomídʹcinkalûmooksidnogokatalízatoraoderžannâmetanolu AT filonenkomykhailom aktivacíâpromislovogomídʹcinkalûmooksidnogokatalízatoraoderžannâmetanolu AT yevdokymenkovitaliio aktivacíâpromislovogomídʹcinkalûmooksidnogokatalízatoraoderžannâmetanolu |