СЕННИКОВ Александр Анатольевич ПОЛУЧЕНИЕ КИСЛОРОДСОДЕРЖАЩИХ ПРОИЗВОДНЫХ МЕТАНА ИЗ МЕТАНОЛА И СИНТЕЗ-ГАЗА НА НАНЕСЁННЫХ КАТАЛИЗАТОРАХ

summary

Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, формулируются цели и задачи исследования, научная новизна и практическая значимость работы.
В первой главе приводится обзор научной литературы, в котором рассматри-ваются вопросы выбора типа изучаемых катализаторов, способа их приготовления, выбор носителя, модифицирующих добавок. Рассмотрены механизмы каталитических превращений метанола и способы технологической реализации процессов получения формальдегида, диметилового эфира и метилформиата. В настоящей работе в качест-ве катализаторов конверсии метанола выбраны нанесённые системы на основе у-А1203, так как они обладают рядом преимуществ в технологии приготовления и воз-можностью широкого варьирования количества и соотношения компонентов. Актив-ный оксид алюминия широко применяется для приготовления катализаторов, являет¬ся достаточно прочным, пористым материалом, устойчивым в реакционных средах. В качестве нанесённых компонентов использовали оксидные соединения переходных и щелочных металлов, которые традиционно применяются в катализаторах переработки синтез-газа и выполняют определённые функции в каталитических реакциях:
- медь широко применяется, как катализатор синтеза и окисления кислородсо¬
держащих углеводородов;
- молибденсодержащие системы известны, как катализаторы парциального
окисления метанола до формальдегида;
- оксид калия используется для изменения кислотно-основных свойств поверх-ности носителя и регулирования, таким образом, соотношения функций кислотно-основного и окислительно-восстановительного катализа;
- соединения цинка и марганца используются в качестве структурных модифи-каторов для увеличения термостабильности катализаторов;
- никелевые и кобальтовые системы известны как катализаторы гидрирования оксидов углерода с целью получения парафиновых углеводородов.
Во второй главе представлены методики проведения экспериментов и расчета основных характеристик для оценки активности, удельной поверхности отдельных компонентов катализаторов, а также изучения поверхностных соединений методами инфракрасной спектроскопии (ИКС).
В третьей главе описывается метод приготовления, состав модельных катали-заторов, а также их основные характеристики. Катализаторы готовили путем пропит-
5

ки носителя водными растворами аммиачных, карбонатных и ацетатных солей меди, молибдена, цинка, кобальта, никеля, марганца, лития, натрия, калия. Многокомпо-нентные образцы готовили путём совместного или последовательного нанесения компонентов с последующей термообработкой катализатора.
В четвёртой главе приводятся результаты экспериментов, по изучению актив-ности модельных образцов. Каталитическая активность модельных образцов опреде-лялась в реакции разложения метанола, которую проводили на микрокаталитической установке в проточном режиме на фракции катализатора 0.15-0.25 мм. Исходную га-зовую смесь получали путем насыщения аргона (или смеси аргона с СО и Н2) метано-лом в сатураторе при 0 °С. Объёмную скорость регулировали изменением навески ка-тализатора, загруженного в реактор. В продуктах реакции с помощью катарометра и ионизационно-пламенного детектора регистрировались следующие вещества: диме-тиловый эфир (ДМЭ), метилформиат (МФ), метан, водород, воду, моно- и диоксид углерода. Концентрацию формальдегида (ФД) определяли фотоколориметрическим методом. Для определения площади поверхности медного компонента использовали метод селективного окисления закисью азота предварительно восстановленного ката-лизатора. С целью изучения химизма отдельных стадий каталитических превращений были произведены исследования с использованием методов ИК-спектроскопии по-верхностных соединений.