КАТАЛИЗАТОРЫ ДЕГИДРИРОВАНИЯ ЛЕГКИХ АЛКАНОВ

Резеда Ильгизовна Байрамгулова, Елена Фанисовна Трапезникова

Аннотация


Дегидрирование является одним из значимых процессов в нефтехимии, в результате которого получают олефины, представляющие большую ценность в качестве мономеров для производства синтетического каучука и пластмасс, синтеза высокооктановых компонентов бензина и других ценных химических продуктов. В данной обзорной статье проведен анализ известных промышленных и разработанных катализаторов дегидрирования легких алканов. Рассмотрены катализаторы на основе платины, алюмохромовые, железооксидные, оксидомолибденовые и оксидованадиевые катализаторы. Для каждого из них представлены соответствующие свойства, компонентный состав, сырье, области применения, а также достоинства и недостатки. Рассматривались различные разработки по использованию промоторов в виде металлов или оксидов металлов, повышающие конверсию и селективность процесса дегидрирования. Также были описаны носители катализаторов, позволяющие увеличить стабильность в условиях высоких температур во время процесса дегидрирования и регенерации катализатора путем выжига кокса. Данная работа была проведена для выявления наиболее эффективных и стабильных катализаторов для дегидрирования легких алканов.

Ключевые слова


дегидрирование;промотор;селективность;стабильность;конверсия;носитель;катализатор;dehydrogenation;promoter;selectivity;stability;conversion;carrier;catalyst;

Полный текст:

PDF

Литература


Rioux R.M., Song H., Hoefelmeyer J.D., Yang P., Somorjai G.A. High-Surface-Area Catalyst Design: Synthesis, Characterization, and Reaction Studies of Platinum Nanoparticles in Mesoporous // J. Phys. Chem. B. 2005. № 109(6). P. 2192-2202.

Caspary K.J., Gehrke H., Heinritz-Adrian M., Schwefer M. In Handbook of Heterogeneous Catalysis. 2008. P. 3206-3229.

Sanfilippo D. Dehydrogenation of Paraffins: Synergies between Catalyst Design and Reactor Engineering // Catalysis Today. 2006. № 111. 133 p.

Степанова Л.Н., Бельская О.Б., Лихолобов В.А. Синтез и исследование катализаторов Pt/MgAlSnO // Химия в интересах устойчивого развития. 2014. № 1. С. 61-68.

Пат. 2463109 РФ, МПК B 01 J 29/48, B 01 J 21/04, B 01 J 21/08, B 01 J 23/04, B 01 J 37/02, B 01 J 37/30, C 07 C 5/333. Катализатор дегидрирования, способ его получения и способ получения олефиновых углеводородов C2-C5 с использованием этого катализатора / В.Е. Вахмистров, А.Б. Пономарёв, М.В. Шостаковский, В.Н. Калинин. 2011106085/04, Заявлено 18.02.2011; Опубл. 10.10.2012. Бюл. 28.

Пат. 6756340 US, МПК B 01 J 23/00, B 01 J 23/38, B 01 J 23/54, B 01 J 23/56, B 01 J 23/58. Dehydrogenation Catalyst Composition / T.V. Voskoboynikov, J.W. Adriaan Sachtler, D.H. Wei, B.V. Vora. Заявлено 08.04.2002; Опубл. 29.06.2004.

Пат. 2638171 РФ, МПК C 07 C 5/333, B 01 J 37/30, B 01 J 29/74, B 01 J 29/068, B 01 J 23/14. Катализатор дегидрирования сжиженных углеводородных газов, способ его получения и применения / А.В. Смирнов, И.И. Иванова, Г.Г. Иванушкин. 2016140486, Заявлено 14.10.2016; Опубл. 12.12.2017. Бюл. 35.

Буянов А.В. Катализаторы и процессы дегидрирования парафинов и олефинов // Кинетика и катализ. 2001. № 1. С. 72-85.

Каримов О.Х., Даминев Р.Р., Касьянова Л.З., Каримов Э.Х. Модифицирование алюмооксидного носителя для катализатора дегидрирования легких углеводородов под действием СВЧ-поля // Башкирский химический журнал. 2012. № 4. С. 7-10.

Диденко Л.П., Колесникова А.М., Воронецкий М.С., Савченко В.И., Домашнев И.А., Семенцова Л.А. Алюмохромовый катализатор дегидрирования пропана, приготовленный модифицированным методом соосаждения // Катализ в промышленности. 2011. № 2. С. 7-14.

Zhao H., Song H., Xu L., Chou L. Isobutane Dehydrogenation over the Mesoporous Cr2O3/Al2O3 Catalysts Synthesized from a Metal-Organic Framework MIL-101 // Applied Catalysis A: General. 2013. No. 456. P. 188-196.

Marcilly C., Delmon B. J. The Activity of True Cr2O3/Al2O3 Solid Solutions in Dehydrogenation // Journal of Catalysis. 1972. No. 2. P. 336-347.

Weckhuysen B.M., Schoonheydt R.A. Alkane Dehydrogenation over Supported Chromium Oxide Catalysts // Catalysis Today. 1999. No. 2. P. 223-232.

Bhasin M.M. Dehydrogenation and Oxydehydrogenation of Paraffins to Olefins // Appl. Catalysis A: General. 2001. Vol. 221. P. 397-419.

Гильманов Х.Х. Применение продуктов термохимической активации глинозема в качестве носителей микросферических алюмохромовых катализаторов дегидрирования С3-С5 парафинов // Вестник Казанского технологического университета. 2010. № 2. С. 355-363.

Нестеров О.Н., Егорова С.Р., Бекмухамедов Г.Э., Катаев А.Н., Ламберов А.А., Гильманов Х.Х. Влияние концентраций оксидов хрома и калия на свойства микросферического алюмохромового катализатора дегидрирования низших парафинов // Вестник Казанского технологического университета. 2011. № 5. С. 33-39.

Пат. 2539300 РФ, МПК В 01 J 37/34, B 01 J 37/02, C 07 C 5/333. Способ приготовления катализатора для дегидрирования парафиновых углеводородов / О.Х. Каримов, Р.Р. Даминев, Л.З. Касьянова, Э.Х. Каримов. 20141008174/04, Заявлено 10.01.2014; Опубл. 20.01.2015. Бюл. 2.

Karimov O.K., Daminev R.R., Kasyanova L.Z. Increase in Thermo-Stability of Chromia-Alumina Catalysts Used in Dehydrogenation of Paraffines by Means SHF Radiation // Middle East Journal of Scientific Research. 2013. No. 2. P. 127-130.

Karimov O.K., Karimov E.K., Daminev R.R., Kasyanova L.Z., Nasyrov R.R. Power-Efficient Synthesis of Isoprene via Two-Stage Dehydrogenation of Isopentane // World Applied Sciences Journal. 2013. No. 3. P. 320-325.

Касьянова Л.З., Каримов О.Х., Каримов Э.Х. Регулирование физико-химических свойств термоактивированного тригидрата алюминия // Башкирский химический журнал. 2014. № 3. С. 90-94.

Каримов О.Х., Даминев Р.Р., Касьянова Л.З., Каримов Э.Х., Вахитова Р.Р. Исследование процесса сушки алюмохромового катализатора в электромагнитном поле СВЧ диапазона // Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело». 2013. № 4. С. 291-301. URL: www.ogbus.ru/autors/karimovokh/karimovokh_1.pdf (дата обращения: 12.04.2019).

Пахомов Н.А. Дегидрирование парафинов C2-C4 на Cr2O3/Al2O3 катализаторах // Газохимия. 2008. № 4. С. 66-69.

Пахомов Н.А. Промышленный катализ в лекциях. M.: Калвис, 2006. № 6. 53 c.

Пат. 2322290 РФ, МПК B 01 J 23/26, B 01 J 23/10, B 01 J 23/04, B 01 J 21/02, B 01 J 35/02, B 01 J 37/02, C 07 C 5/333, B 82 B 1/00. Катализатор, способ его получения и процесс дегидрирования С3-С5 парафиновых углеводородов в олефины / В.В. Молчанов, Н.А. Пахомов, Л.А. Исупова. 2006144828/04, Заявлено 18.12.2006; Опубл. 20.04.2008. Бюл. 11.

Пат. 2167709 РФ, МПК B 01 J 21/12, B 01 J 23/14, B 01 J 32/00, B 01 J 8/04, C 07 C 5/333. Катализатор для дегидрирования парафиновых углеводородов / Г.Р. Котельников, В.И. Титов, Б.П. Золотовский. 2000104153/04, Заявлено 21.02.2000; Опубл. 27.05.2001. Бюл. 15.

Пат. 2517108 РФ, МПК B 01 J 23/14, B 01 J 23/26. Катализатор на основе меди, нанесенный на мезопористый уголь, способ его получения и применения / Лиу Цзинвэй, Чэнь Шаохуэй. 2012136553/04, Заявлено 27.08.2012; Опубл. 27.05.2014. Бюл. 15.

Пат. 2402514 РФ, МПК B 01 J 8/04, C 07 C 5/333. Способ получения олефинов С3-С5 и катализатор для его осуществления / Н.А. Пахомов. 2009112128/04, Заявлено 01.04.2009; Опубл. 27.10.2010. Бюл. 30.

Пат. 2350594 РФ, МПК B 01 J 21/04, B 01 J 23/26. Алюмооксидный носитель, способ получения алюмооксидного носителя и способ получения катализатора дегидрирования C3-C5 парафиновых углеводородов на этом носителе / А.А. Ламберов. Заявлено 13.08.2007; Опубл. 27.03.2009. Бюл. 9.

Пат. 2188073 РФ, МПК B 01 J 8/04, C 07 C 5/333. Катализатор для дегидрирования парафиновых углеводородов / Г.Р. Котельников. 2000120139/04, Заявлено 27.07.2000; Опубл. 27.08.2002. Бюл. 24.

Пат. 2271860 РФ, МПК B 01 J 23/26, B 01 J 23/04, B 01 J 21/04, B 01 J 21/06, B 01 J 23/70, C 07 C 5/333. Катализатор для дегидрирования парафиновых углеводородов / Т.В. Борисова, О.М. Мельникова. 2005107191/04, Заявлено 15.03.2005; Опубл. 20.03.2006. Бюл. 8.

Пат. 2301108 РФ, МПК B 01 J 23/26, B 01 J 37/02. Катализатор для дегидрирования углеводородов и способ его получения / О.А. Парахин, М.П. Чернов. 2006126904/04, Заявлено 20.07.2006; Опубл. 20.06.2007. Бюл. 17.

Кутузов П.И., Баженов Ю.П., Касьянова Л.З., Левченко В.О. Влияние увеличения поверхности контакта на активность железооксидного катализатора дегидрирования // Нефтепереработка и нефтехимия – проблемы и перспективы: матер. науч.-практ. конф. Уфа, 2001. С. 262-265.

Закумбаева Г.Д., Токтабаева Н.Ф., Бродский А.Р. и др. Дегидрирование алканов состава С2-С4 на железосодержащих катализаторах // Нефтехимия. 2004. № 2. С. 113-118.

Пат. 2486007 РФ, МПК B 01 J 23/14, B 01 J 23/26. Высокопористые пенокерамики как носители катализатора для дегидрирования алканов / Миан Мухаммад Икбал, Хейнриц-Адриан Макс. 2011105458/04, Заявлено 28.07.2009; Опубл. 27.06.2013. Бюл. 18.

Sokolov S., Stoyanova M., Rodemerck U., Linke D., Kondratenko E.V. Effect of Support on Selectivity and On-Stream Stability of Surface VOx Species in Non-Oxidative Propane Dehydrogenation // Catalysis Science and Technology. 2014. № 4. P. 1323-1332.

Harlin M.E., Niemi V.M., Krause A.O.I., Weckhuysen B.M.J. Effect of Mg and Zr Modification on the Activity of VOx/Al2O3 Catalysts in the Dehydrogenation of Butanes // Journal of Catalysis. 2001. № 1. P. 242-252.

Harlin M.E., Backman L.B., Krause, A.O.I. Activity of Molybdenum Oxide Catalyst in the Dehydrogenation of n-Butane // Journal of Catalysis. 1999. № 2. P. 300-313.

Mitchell P.C.H., Wass S.A. Propane Dehydrogenation over Molybdenum Hydrotalcite Catalysts // Applied Catalysis A: General. 2002. No. 1-2. P. 153-156.




DOI: http://dx.doi.org/10.17122/ogbus-2019-4-173-196

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.