Выбор оптимального носителя катализатора окислительного хлорирования этилена
ВВЕДЕНИЕ
В процессе окислительного хлорирования этилена используют микросферические катализаторы. К данным катализаторам наряду с высокой каталитической активностью также предъявляются требования большой площади поверхности и пористости, объему пор, устойчивости к истиранию, насыпной плотности. Для того, чтобы катализаторы в процессе окислительного хлорирования этилена отвечали данным требованиям, используют катализаторы, в которых активные компоненты наносят на носители. Производство носителей катализаторов состоит в предотвращении агломерации или спекания активного компонента, что позволяет поддерживать высокую площадь контакта активного вещества и реагентов. На каждой стадии производства проводят лабораторные анализы. Количество носителя, как правило, гораздо больше количества нанесенного на него активного компонента. В качестве носителей применяют как природные (каолин, кизельгур, глинозем и др.), так и синтетические материалы (например, оксиды алюминия и др.).
Исследования
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………..4
ГЛАВА 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОЦЕССЕ, КАТАЛИЗАТОРАХ, НОСИТЕЛЯХ КАТАЛИЗАТОРОВ ОКИСЛИТЕЛЬНОГО ХЛОРИРОВАНИЯ ЭТИЛЕНА……………………………………………………………………………6
1.1. Процесс окислительного хлорирования этилена…………………………6
1.2. Катализаторы окислительного хлорирования этилена……………………11
1.3. Импортозамещение катализаторов окислительного хлорирования этилена………………………………………………………………………..14
1.4. Способы приготовления микросферических катализаторов окислительного хлорирования этилена…………………………………….14
1.5. Синтез микросферических носителей катализаторов окислительного хлорирования этилена ………………………………………………………22
1.6. Свойства носителей катализаторов окислительного хлорирования этилена ………………………………………………………………………………...26
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ…………………………………...33
2.1. Методика синтеза микросферического алюмооксидного носителя катализатора окислительного хлорирования этилена…………………..33
2.2. Методика нанесения активных компонентов на носители катализаторов окислительного хлорирования этилена…………………………………….34
2.3. Методы исследования физико-химических и каталитических свойств микросферических носителей катализаторов окислительного хлорирования этилена………………………………………………………35
2.3.1. Методика определения удельного объема пор катализатора по водопоглащению…………………………………………………………….35
2.3.2. Определение удельного объема пор катализатора по адсорбции и капиллярной конденсации паров воды…………………………………….35
2.3.3. Определение удельного объема пор катализатора по адсорбции и капиллярной конденсации паров бензола………………………………….36
2.3.4. Определение насыпной плотности образца катализатора……………...36
2.3.5. Исследование текстуры образцов носителей методом низкотемпературной адсорбции………………………………………….37
2.3.6. Определение активности катализатора в реакции окислительного хлорирования этилена………………………………………………………38
2.3.7. Методика определения катализатора на механическую прочность……. 41
ГЛАВА 3. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ……………………………………..45
3.1. Обсуждение методов синтеза носителей катализаторов окислительного хлорирования этилена……………………………………………………….45
3.2. Анализ удельного объема пор катализатора по водопоглащению……….46
3.3. Анализ удельного объема пор катализатора по адсорбции и капиллярной конденсации паров воды………………………………………………….47
3.4. Анализ удельного объема пор катализатора по адсорбции и капиллярной конденсации паров бензола…………………………………………………48
3.5. Показатель насыпной плотности образца катализатора…………………..49
3.6. Результат исследования текстуры образцов носителей методом низкотемпературной адсорбции………………………………………….50
3.7. Показатель механической прочности катализатора в реакции окислительного хлорирования этилена…………………………………….51
ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………………..53
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ…………………………….55
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Наворски Д., Велес Е. Катализ в промышленности. Т.1. М.: Мир, 1986, 253 с.;
2. Флид М.Р., Трегер Ю.А. Винилхлорид. Химия и технология Винилхлорид. Химия и технология. Москва, Изд-во "Калвис", 2008, 214 с.;
3. Стайлз Е.Б. Носители и нанесенные катализаторы. Теория и практика. Опоры и поддерживаемые катализаторы. Теория и практика. М.: Химия, 1991, 240 с.;
4. Пат. 4377491 США, МКИ В 01 J 27/10 НКИ 252/441. Предшественник катализатора оксихлорирования и способы его получения;
5. Пат. 2139761 РФ, способ приготовления микросферического катализатора оксихлорирования углеводоров;
6. Пат. 2131298 РФ, способ приготовления микросферического катализатора оксихлорирования углероводородов
7. Пат. 2281806 РФ, катализатор оксихлорирования этилена до 1,2-дихлорэтана;
8. Пат. 4451683 США, МКИ С 07 С 17/02. Способ оксихлорирования применяемый катализатор и носитель катализатора;
9. Пат. 2639151 РФ, способ получения микросферического катализатора оксихлорирования этилена;
10. Пат. 4206180 США, МКИ В 01 J 8/04, С 07 С 17/10 НКИ 422/190. Оксихлорирование этилена;
11. Пат. 4382021 США, МКИ В 01 J 27/10. Катализатор на носителе, содержащий медь и щелочные металлы;
12. Мугамлинский Ф.Ф., Трегер Ю.А., Люшин М.М. Химия и технология галогенорганических соединений. М.: Химия, 1991, 272 с.;
13. Кутепов Б.И., Веклов В.А., Япаев Р.Ш. Исследования физических свойств носителя для катализ
Затем формование микросфер в распылительной сушилке РС-2 в среде дымовых газов с температурой 140-170°C. После прокалка микросфер при температуре 550-650°C во вращающейся прокалочной печи П-1.
Засыпка в смеситель СМП-3 100 кг микросферического алюмокосидного носителя и нанесение пропиткой по водопоглощению растворами солей, содержащий хлорида меди 9% и хлорида щелочноземельных элементов 1% к массе носителя. Затем прокалка при температуре 290-300°C во вращающейся прокалочной печи П-1. Выгрузка готового катализатора.
Опыт 3. Для приготовления суспензии в 1 м3емкость с мешалкой Е-1 заливают 0,45 м3химочищенной воды (ХОВ), засыпают при перешивании 135 кг порошка моногидроксид алюминия псевдобемитной структуры, 7,5 кг гидроксохлорида алюминия и 7,5 кг модифицированного крахмала. После засыпки всех компонентов, суспензия перемешивается в емкости в течение 1 ч. Затем формование микросфер в распылительной суши