Объектом исследования являются нанесенные полиоксидные каталитические системы приготовленные методами пропитки и СВС в растворе способные с высокой активностью катализировать процессы переработки легких алканов в олефины.

Цель работы - разработка новых нанесенных каталитических систем на основе синтетических и природных носителей с заданными свойствами, путем конструирования технологии переработки основного компонента природных и попутных нефтяных (С1-С4 углеводородов) газов с целью получения высоких выходов промышленно важных газонефтехимических продуктов.

Методы исследования. Для оценки состава, структуры и морфологии изучаемых синтезированных катализаторов были использованы различные физико-химические методы исследования (СЭМ, РФА, ТПД). С помощью рентгенофазового анализа (РФА) расшифорваны спектры носителя и катализаторов. Также исследовано взаимодействие кислорода с поверхностью разработанных катализаторов методом ТПД кислорода.

Новизна решений, заложенных в реализацию проекта, заключается в разработке новых моно-, би- и поликосидных каталитических систем на основе (V, Mo и La, и др.) обладающих способностью проводить процесс окисления легких алканов в олефины.

Основные технико-экономические показатели процесса. Установлено, что оптимальным в окислении метана природного газа является 20%La-10%Ce-20%Mg-50% глицин катализатор, приготовленный методом СВС в растворе на котором суммарный выход олефинов, составил 20,0% при 43%СН4+17%О2+40%Ar, Т=6500С, W = 2500 ч-1. Определено, что при окислительном превращении этана природного газа оптимальным является 5%V/AISi+(ϴ+α)-Al2O3 (V2O5) катализатор.

Степень внедрения. Полученные нанесенные моно-, би- и поликосидные каталитические системы, приготовленные методом пропитки на воздухе и СВС в растворе на основе (V, Mo и La, и др.) являются перспективными для проведения дальнейших исследований по получению высокоэффективных модифицированных катализаторов для получения высокоценной газонефтехимической продукции – олефинов, которые являются базовым сырьем для синтеза многих других соединений, необходимых для развития химической промышленности РК.

Эффективность. Разработаны новые катализаторы, ведущие эффективно и избирательно процесс окислительного превращения метана, этана и пропана природного газа в олефины.

Область применения – газопереработка, нефтехимическая и нефтеперерабатывающая промышленность

Объектом исследования являются нанесенные полиоксидные каталитические системы приготовленные методами пропитки и СВС в растворе способные с высокой активностью катализировать процессы переработки легких алканов в олефины.

Цель работы - разработка новых нанесенных каталитических систем на основе синтетических и природных носителей с заданными свойствами, путем конструирования технологии переработки основного компонента природных и попутных нефтяных (С1-С4 углеводородов) газов с целью получения высоких выходов промышленно важных газонефтехимических продуктов.

С целью выявления спocoбности разработанных кaтализаторов к вoccтановлению либо peoкислению и определения энергетических характеристик водорода и кислopoда было проведено изучение методами инфракрасная спектроскопия (ИКС), температурно-программированное восставновление (ТПВ) и температурно-программированное окисление (ТПО), а также методом просвечивающей электронной микроскопией (ПЭМ) для опредления морфологии, размера частиц и их химического состава.

Разработаны моно и трехкомпонентные каталитические системы на основе V и La-Ce-Mg для реакции окислительного превращения метана, этана и пропана в олефины. Каталитические системы синтезировались методом пропитки на воздухе и методом СВС в растворе. Методом ТПВ определено, что восстановление водородом проходит через последовательные переходы V2O5 в V2O3(ТmахI =700°С), V6O13 в VO2 (ТmaxII =840°С), VO2 в V8O15 (ТmaxIII = 920°С) и затем V8O15 в V8O15 (ТmaxVI =980°С). Плечо 550°С соответствует восстановлению слабосвязанного адсорбированного кислорода. Синтезированный 5,0%V/(θ+α)Al2O3. катализатор поглощает О2 в максимумах: ТmaxI =270, ТmaxII =560 ТmaxIII =750°С. Первый пик, по-видимому, связан с адсорбированным кислородом О2 а второй и третий с поглощением кислорода в объемные структуры ванадия с добавками. Теоретические расчеты показали, что количество водорода, поглощенное в разных пиках, хорошо коррелирует с данными хроматографического анализов. Определено, что для разработанного 20%La(NO3)3+10%Ce(NO3)2+20%Mg(NO3)2+ 50% glycine катализатора соответствует тип гистерезиса А цилиндрической формы. Показано, что размер и распределение пор происходит в основном в пределах от 3 до 10 нм, а также от 10 до 100 нм, т.е. в катализаторе присутствуют как мелкие, так и крупные активные частицы. Площадь поверхности рассчитанная по BET изменялась в пределах от 9,42 до 24,96 м2/г, а при расчете по Langmuir изменялась в пределах от 12,45 до 35,25 м2/г.

Определено влияние соотношения реагирующих компонентов на реакционную способность исходных газов: метана, этана и пропана на разработанных 5%V/(ϴ+α)Al2O3 и 20%La+10%Ce+20%Mg+50% глицин катализаторах. Установлено, что для селективного окисления смеси СН4: О2 : Ar оптимальным соотношением реакционных газов для образования 14,8% этилена является соотношение СН4: О2 = 2,5/1. В реакции окисления смеси C₂H₆ : CO₂ для образования 31% этилена оптимальным является C₂H₆ : CO₂ = 2/1. В случае окисления смеси С3Н8 : СО2 оптимальным для образования 24,5% этилена является соотношение С3Н8:СО2 = 2:1.

Полученные нанесенные моно и трехкомпонентные каталитические системы, приготовленные методом пропитки на воздухе и СВС в растворе на основе (V и La-Ce-Mg) являются перспективными для проведения дальнейших исследований по получению высокоэффективных модифицированных катализаторов для получения высокоценной газонефтехимической продукции – олефинов, которые являются базовым сырьем для синтеза многих других соединений, необходимых для развития химической промышленности РК.

Разработаны новые катализаторы, ведущие эффективно и избирательно процесс окислительного превращения метана, этана и пропана природного газа в олефины при относительно невысокой температуре.

газопереработка, нефтехимическая и нефтеперерабатывающая промышленность

Объектом исследования являются нанесенные полиоксидные каталитические системы приготовленные методами пропитки и СВС в растворе способные с высокой активностью катализировать процессы переработки легких алканов в олефины.

Цель работы - разработка новых нанесенных каталитических систем на основе синтетических и природных носителей с заданными свойствами, путем конструирования технологии переработки основного компонента природных и попутных нефтяных газов с целью получения высоких выходов промышленно важных газонефтехимических продуктов.

Анализ исходной смеси и продуктов реакции проводили с использованием хроматографа «ХРОМОС ГХ-1000» с программным обеспечением «Хромос».

Запланированные на 2020 год все задания календарного плана выполнены в полном объеме. Оптимизированы технологические параметры реакции и подготовлен технологический регламент на изготовление катализатора для каталитического окисления легких алканов в олефины. Исследовано влияния давления на выход образующихся продуктов. На эффективном катализаторе оптимизированы технологические параметры процесса. Определена термостабильность катализатора. Подготовлен технологический регламент на изготовление катализатора для каталитического окисления легких алканов с целью получения олефинов.

Определено влияние соотношения реагирующих компонентов на реакционную способность этана на разработанном 5%V/(ϴ+α)Al2O3 катализаторе. Установлено, что приготовленный по предлагаемому технологическому регламенту катализатор обеспечивает выход этилена 32,0% при объемной скорости 2500 ч-1, Т=7500С и может быть рекомендован для укрупненных испытаний.

Полученные каталитические системы на основе ванадия являются перспективными для проведения дальнейших исследований по получению высокоэффективных модифицированных катализаторов для получения высокоценной газонефтехимической продукции – олефинов, которые являются базовым сырьем для синтеза многих других соединений, необходимых для развития химической промышленности РК.

Разработаны новые катализаторы, ведущие эффективно и избирательно процесс окислительного превращения С1-С4 углеводородов в олефины при относительно невысокой температуре.

газопереработка, нефтехимическая и нефтеперерабатывающая промышленность.