RU2257952C1 - Catalytic system for heterogeneous reactions - Google Patents
Catalytic system for heterogeneous reactions Download PDFInfo
- Publication number
- RU2257952C1 RU2257952C1 RU2003138284/04A RU2003138284A RU2257952C1 RU 2257952 C1 RU2257952 C1 RU 2257952C1 RU 2003138284/04 A RU2003138284/04 A RU 2003138284/04A RU 2003138284 A RU2003138284 A RU 2003138284A RU 2257952 C1 RU2257952 C1 RU 2257952C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- catalytic system
- ppm
- ratio
- diameter
- line
- Prior art date
Links
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 title claims abstract description 23
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims description 24
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 claims abstract description 15
- 229920001410 Microfiber Polymers 0.000 claims abstract description 12
- 239000003658 microfiber Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000004438 BET method Methods 0.000 claims abstract description 4
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 238000003795 desorption Methods 0.000 claims abstract description 4
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims abstract description 4
- 238000004448 titration Methods 0.000 claims abstract description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 19
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 9
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 3
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 3
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 3
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 3
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000000655 nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 claims description 3
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 claims description 3
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 3
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011135 tin Substances 0.000 claims description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 3
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 claims description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000009941 weaving Methods 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 8
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 abstract description 5
- 239000003513 alkali Substances 0.000 abstract 1
- 239000002638 heterogeneous catalyst Substances 0.000 abstract 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 abstract 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 abstract 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 20
- SCYULBFZEHDVBN-UHFFFAOYSA-N 1,1-Dichloroethane Chemical compound CC(Cl)Cl SCYULBFZEHDVBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000047 product Substances 0.000 description 8
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 7
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 7
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 6
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 6
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 6
- BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N Vinyl chloride Chemical compound ClC=C BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 5
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 5
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 5
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 3
- NEHMKBQYUWJMIP-NJFSPNSNSA-N chloro(114C)methane Chemical compound [14CH3]Cl NEHMKBQYUWJMIP-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- ULYZAYCEDJDHCC-UHFFFAOYSA-N isopropyl chloride Chemical class CC(C)Cl ULYZAYCEDJDHCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 3
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YGYAWVDWMABLBF-UHFFFAOYSA-N Phosgene Chemical compound ClC(Cl)=O YGYAWVDWMABLBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical group [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 description 2
- NEHMKBQYUWJMIP-UHFFFAOYSA-N chloromethane Chemical compound ClC NEHMKBQYUWJMIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 chlorovinyl Chemical group 0.000 description 2
- 150000002013 dioxins Chemical class 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 2
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N tetrachloromethane Chemical compound ClC(Cl)(Cl)Cl VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YPFNIPKMNMDDDB-UHFFFAOYSA-K 2-[2-[bis(carboxylatomethyl)amino]ethyl-(2-hydroxyethyl)amino]acetate;iron(3+) Chemical compound [Fe+3].OCCN(CC([O-])=O)CCN(CC([O-])=O)CC([O-])=O YPFNIPKMNMDDDB-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 206010001488 Aggression Diseases 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000004939 coking Methods 0.000 description 1
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 1
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 1
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 229940050176 methyl chloride Drugs 0.000 description 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Substances N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Catalysts (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области химической промышленности, к новым катализаторам, которые могут использоваться, в частности, в процессах утилизации хлорорганических отходов, очистки газообразных и жидких выбросов от токсичных хлорорганических примесей, в процессах окисления диоксида серы в триоксид, при производстве серной кислоты или при очистке серосодержащих промышленных газовых выбросов, в процессах получения ценного мономера - винилхлорида из дихлорэтана, в процессах производства из метана и природного газа таких ценных продуктов, как метилхлорид, винилхлодид, легкие олефины, в процессах очистки выхлопных газов дизельных двигателей, в процессах глубокого окисления токсичных органических примесей и в других процессах.The invention relates to the field of chemical industry, to new catalysts that can be used, in particular, in processes for the disposal of organochlorine wastes, purification of gaseous and liquid emissions from toxic organochlorine impurities, in the processes of oxidation of sulfur dioxide to trioxide, in the production of sulfuric acid or in the purification of sulfur-containing industrial gas emissions, in the processes of obtaining a valuable monomer - vinyl chloride from dichloroethane, in the processes of production of such valuable products from methane and natural gas s as methyl chloride, vinilhlodid light olefins, in processes of purification of diesel engine exhaust gases, in the processes of deep oxidation of toxic organic impurities in other processes.
Известен катализатор для гетерогенных реакций, содержащий по крайней мере один каталитически активный элемент и высококремнеземистый носитель, характеризующийся наличием в спектре ЯМР29 Si линий с химическим сдвигом -100±3 м.д. (линия Q3) и -110±3 м.д. (линия Q4) при соотношении интегральных интенсивностей линий Q3/Q4 от 0.7 до 1.2, в инфракрасном спектре полосы поглощения гидроксильных групп с волновым числом 3620-3650 см-1 и полушириной 65-75 см-1, имеющий удельную поверхность, измеренную методом БЭТ по тепловой десорбции аргона SAr = 0,5-30 м2/г, величину поверхности, измеренную методом щелочного титрирования SNa = 10-250 м2/г при соотношении SNa/SAr = 5-30 (Патент РФ №2160156, МПК 6 B 01 J 21/08, приоритет от 28,12.1999 г., опубликован 10.12.2000 г.).A known catalyst for heterogeneous reactions containing at least one catalytically active element and a high siliceous carrier, characterized by the presence in the NMR spectrum of 29 Si lines with a chemical shift of -100 ± 3 ppm (line Q 3 ) and -110 ± 3 ppm. (line Q 4 ) with a ratio of the integrated intensities of the lines Q 3 / Q 4 from 0.7 to 1.2, in the infrared spectrum of the absorption band of hydroxyl groups with a wave number of 3620-3650 cm -1 and a half-width of 65-75 cm -1 , having a specific surface area measured BET method for thermal desorption of argon S Ar = 0.5-30 m 2 / g, the surface value measured by alkaline titration method S Na = 10-250 m 2 / g at a ratio of S Na / S Ar = 5-30 (RF Patent No. 2160156, IPC 6 B 01 J 21/08, priority dated 28.12.1999, published on 10.12.2000).
Недостатками известного катализатора являются относительно невысокая активность, дезактивация в агрессивных реакционных средах, а также низкая селективность превращений в ряде реакций.The disadvantages of the known catalyst are relatively low activity, deactivation in aggressive reaction media, as well as low selectivity of transformations in a number of reactions.
Перед авторами ставилась задача разработать каталитическую систему для гетерогенных реакций, обладающую более высокой активностью, стойкостью к дезактивации и повышенной селективностью.The authors were tasked with developing a catalytic system for heterogeneous reactions with higher activity, resistance to deactivation, and increased selectivity.
Поставленная задача решается тем, что каталитическая система для гетерогенных реакций, включающая высококремнеземистый волокнистый носитель, характеризующийся наличием в спектре ЯМР29 Si линий с химическим сдвигом -100±3 м.д. (линия Q3) и -110±3 м.д. (линия Q4) при соотношении интегральных интенсивностей линий Q3/Q4 0.7-1.2, в инфракрасном спектре полосы поглощения гидроксильных групп с волновым числом ν = 3620-3650 см-1 и полушириной 65-75 см-1, имеющий удельную поверхность, измеренную методом БЭТ по тепловой десорбции аргона, SAr = 0,5-30 м2/г и величину поверхности, измеренную методом щелочного титрирования, SNa = 10-250 м2/г при соотношении SNa/SAr = 5-30, и по крайней мере один активный элемент, представляет собой геометрически структурированную систему из микроволокон диаметром 5-20 мкм, дополнительно имеет активные центры, которые характеризуются в ИК спектрах адсорбированного аммиака наличием полосы поглощения с волновыми числами в диапазоне ν = 1410-1440 см-1. Кроме того активный компонент каталитической системы выбран из группы, включающей платину, палладий, родий, иридий, серебро, цирконий, хром, кобальт, никель, марганец, медь, олово, золото, титан, алюминий, железо, молибден, и/или их оксиды, и/или их соли, а микроволокна структурированы в виде либо нетканого или прессованного материала типа вата или войлок, либо нитей диаметром 0,5-5 мм, либо тканого из нитей материала с плетением типа сатин, полотно, ажур с диаметром ячеек 0,5-5 мм.The problem is solved in that the catalytic system for heterogeneous reactions, including a high siliceous fibrous carrier, characterized by the presence in the NMR spectrum of 29 Si lines with a chemical shift of -100 ± 3 ppm (line Q 3 ) and -110 ± 3 ppm. (line Q 4 ) when the ratio of the integrated intensities of the lines Q 3 / Q 4 0.7-1.2, in the infrared spectrum of the absorption band of hydroxyl groups with a wave number of ν = 3620-3650 cm -1 and a half-width of 65-75 cm -1 having a specific surface, measured by the BET method for thermal desorption of argon, S Ar = 0.5-30 m 2 / g and the surface value measured by the method of alkaline titration, S Na = 10-250 m 2 / g at a ratio of S Na / S Ar = 5-30 , and at least one active element, is a geometrically structured system of microfibers with a diameter of 5-20 microns, additionally having there are active centers, which are characterized in the IR spectra of adsorbed ammonia by the presence of an absorption band with wave numbers in the range ν = 1410–1440 cm –1 . In addition, the active component of the catalytic system is selected from the group comprising platinum, palladium, rhodium, iridium, silver, zirconium, chromium, cobalt, nickel, manganese, copper, tin, gold, titanium, aluminum, iron, molybdenum, and / or their oxides , and / or their salts, and microfibers are structured in the form of either non-woven or pressed material such as cotton wool or felt, or filaments with a diameter of 0.5-5 mm, or woven from filaments with weaving such as satin, linen, openwork with a mesh diameter of 0, 5-5 mm.
Технический эффект заявляемого изобретения заключается в большей селективности, в обеспечении более высокого выхода целевых продуктов гетерогенных реакций, например, в процессах утилизации хлорорганических отходов, очистки газообразных и жидких выбросов от токсичных хлорорганических примесей, в процессах окисления диоксида серы в триоксид, при производстве серной кислоты и при очистке серосодержащих промышленных газовых выбросов, в процессах получения ценного мономера - винилхлорида из дихлорэтана, в процессах производства из метана и природного газа таких продуктов, как метилхлорид, винилхлодид, легкие олефины, и в других.The technical effect of the claimed invention consists in greater selectivity, in providing a higher yield of target products of heterogeneous reactions, for example, in processes for the disposal of organochlorine wastes, purification of gaseous and liquid emissions from toxic organochlorine impurities, in the processes of oxidation of sulfur dioxide to trioxide, in the production of sulfuric acid and in the purification of sulfur-containing industrial gas emissions, in the processes of obtaining a valuable monomer - vinyl chloride from dichloroethane, in the processes of production from meta on and natural gas products such as methyl chloride, vinyl chloride, light olefins, and others.
Каталитическая система для гетерогенных реакций содержит носитель и активный элемент и представляет собой геометрически структурированную систему микроволокон. Микрооволокна каталитической системы могут быть структурированы в виде тканого, нетканого либо прессованного материала. Активным компонентом каталитической системы является, по крайней мере, один из элементов, выбранный из группы, включающей платину, палладий, родий, иридий, серебро, цирконий, хром, кобальт, никель, марганец, медь, олово, золото, титан, алюминий, железо, молибден, и/или их оксиды, и/или их соли, ИК спектр аммиака, адсорбированного на катализаторе, отличается наличием характерных полос поглощения с волновыми числами в диапазоне ν = 1410-1440 см-1.The catalytic system for heterogeneous reactions contains a carrier and an active element and is a geometrically structured system of microfibers. Microfibers of the catalytic system can be structured in the form of a woven, non-woven or extruded material. The active component of the catalytic system is at least one of the elements selected from the group comprising platinum, palladium, rhodium, iridium, silver, zirconium, chromium, cobalt, nickel, manganese, copper, tin, gold, titanium, aluminum, iron , molybdenum, and / or their oxides, and / or their salts, the IR spectrum of ammonia adsorbed on the catalyst is characterized by the presence of characteristic absorption bands with wave numbers in the range ν = 1410-1440 cm -1 .
Наличие характерных полос в диапазоне ν = 1410-1440 см-1 свидетельствует о специфических кислотных свойствах предлагаемого катализатора для гетерогенных реакций. Указанные свойства катализатора могут формироваться при приготовлении катализатора различными способами, например, путем введения в его состав атомов алюминия так, как это описано в известной научно-технической литературе (R.G.Rouxhet, R.E.Sempels//J.Chem.Soc.Farad.Trans.l. - v.70, 1974, pp.2021-2032).The presence of characteristic bands in the range ν = 1410-1440 cm -1 indicates the specific acidic properties of the proposed catalyst for heterogeneous reactions. The indicated properties of the catalyst can be formed during the preparation of the catalyst in various ways, for example, by introducing aluminum atoms into its composition as described in the well-known scientific and technical literature (RGRouxhet, RESempels // J.Chem.Soc.Farad.Trans.l. - v.70, 1974, pp.2021-2032).
Пример 1Example 1
Производят получение винилхлорида из дихлорэтана, для чего пары дихлорэтана пропускают через каталитическую систему. Каталитическая система, структурированная в виде тканого материала, содержит высококремнеземистый волокнистый носитель с диаметром микроволокон около 5-10 мкм и активный компонент (платину), причем при приготовлении система модифицируется за счет введения атомов алюминия таким образом, чтобы ИК спектры адсорбированного аммиака имели характерные полосы в диапазоне ν = 1410-1440 см-1. В температурном диапазоне 400-550°С и объемной скорости подачи реакционной смеси 10-20 тыс. час-1 достигается селективность превращения дихлорэтана в винилхлорид на уровне 94-98% при конверсии дихлорэтана около 80%. Единственным побочным продуктом при этом является ацетилен, другие вещества не обнаруживаются совсем при пороге чувствительности анализа не выше 1 ррм. Закоксовывания и осмоления каталитической системы не наблюдается. Ведение эксперимента в указанных условиях в течение 60 часов показывает отсутствие снижения активности и селективности катализатора. Приведенные результаты свидетельствуют о высокой активности, селективности и устойчивости к дезактивации заявляемого изобретения.Vinyl chloride is produced from dichloroethane, for which vapors of dichloroethane are passed through a catalyst system. The catalytic system, structured in the form of a woven material, contains a high-siliceous fibrous carrier with a microfiber diameter of about 5-10 μm and an active component (platinum), and during preparation the system is modified by introducing aluminum atoms so that the IR spectra of adsorbed ammonia have characteristic bands in range ν = 1410-1440 cm -1 . In the temperature range of 400-550 ° C and a volumetric feed rate of the reaction mixture of 10-20 thousand hour -1 the selectivity of dichloroethane to vinyl chloride is achieved at a level of 94-98% at a dichloroethane conversion of about 80%. The only by-product in this case is acetylene, other substances are not detected at all when the sensitivity threshold of the analysis is not higher than 1 ppm. No coking and gumming of the catalytic system is observed. The experiment under these conditions for 60 hours shows the absence of a decrease in the activity and selectivity of the catalyst. The results indicate a high activity, selectivity and resistance to deactivation of the claimed invention.
Пример 2Example 2
Производят утилизацию дихлорэтана, для чего пары дихлорэтана смешивают с воздухом (объемная концентрация дихлорэтана составляет 0.1-3.5%) и пропускают через каталитическую систему. Каталитическая система, структурированная в виде тканого материала, содержит высококремнеземистый стекловолокнистый носитель с диаметром микроволокон около 10 мкм и активный компонент (платину), причем при приготовлении система модифицируется таким образом, чтобы ИК спектры адсорбированного аммиака имели характерные полосы в диапазоне ν = 1410-1440 см-1. В температурном диапазоне 400-500°С и объемной скорости подачи реакционной смеси 16-18 тыс. час-1 достигается полная конверсия дихлорэтана в хлористый водород, пары воды и углекислый газ. Прочие продукты окисления (продукты неполного окисления, элементарный хлор, СО, фосген, диоксины) не обнаруживаются совсем при пороге чувствительности анализа не выше 1 ррм. Что свидетельствует о высокой активности и селективности предлагаемой каталитической системы. Ведение эксперимента в указанных условиях в течение 6 часов показывает отсутствие снижения активности и селективности каталитической системы, что свидетельствует о ее высокой устойчивости. Использование аналогичного немодифицированного катализатора (не имеющего указанных полос в ИК спектрах адсорбированного аммиака) приводит к образованию значительных количеств нежелательных побочных продуктов (хлорвинил, СО). Использование других известных катализаторов также приводит к образованию нежелательных побочных продуктов, кроме того, они подвергаются сильной дезактивации в указанных условиях.Dichloroethane is disposed of, for which dichloroethane vapors are mixed with air (the volume concentration of dichloroethane is 0.1-3.5%) and passed through a catalytic system. The catalytic system, structured in the form of a woven material, contains a high siliceous glass fiber carrier with a microfiber diameter of about 10 μm and an active component (platinum), and the system is modified in such a way that the IR spectra of adsorbed ammonia have characteristic bands in the range ν = 1410-1440 cm -1 . In the temperature range of 400-500 ° C and the volumetric feed rate of the reaction mixture of 16-18 thousand hours -1 , a complete conversion of dichloroethane to hydrogen chloride, water vapor and carbon dioxide is achieved. Other oxidation products (products of incomplete oxidation, elemental chlorine, CO, phosgene, dioxins) are not detected at all when the analysis sensitivity threshold is not higher than 1 ppm. This indicates a high activity and selectivity of the proposed catalytic system. The experiment under these conditions for 6 hours shows the absence of a decrease in the activity and selectivity of the catalytic system, which indicates its high stability. The use of a similar unmodified catalyst (which does not have these bands in the IR spectra of adsorbed ammonia) leads to the formation of significant amounts of undesirable by-products (chlorovinyl, CO). The use of other known catalysts also leads to the formation of undesirable by-products, in addition, they undergo a strong deactivation in these conditions.
Пример 3Example 3
Окисление диоксида серы осуществляют в лабораторном изотермическом реакторе, пропуская смесь, содержащую 10% (об.) SO2 и 10% O2 (остальное - азот) через каталитическую систему. Каталитическая система содержит стекловолокнистый носитель с диаметром микроволокон около 10 мкм (структурированный в виде тканого материала) и активный компонент (платину) и модифицирована таким образом, чтобы ИК спектры адсорбированного аммиака имели характерные полосы в диапазоне ν = 1410-1440 см-1. При 300°С и объемной скорости исходной газовой смеси 4000 час-1 достигается конверсия диоксида серы до 61-71%. В аналогичных условиях способ с использованием известного платинового катализатора обеспечивает конверсию не выше 10-15%, способ с использованием ванадиевого катализатора - менее 1-2%.The oxidation of sulfur dioxide is carried out in a laboratory isothermal reactor, passing a mixture containing 10% (vol.) SO 2 and 10% O 2 (the rest is nitrogen) through a catalytic system. The catalyst system contains a glass fiber carrier with a microfiber diameter of about 10 μm (structured as a woven material) and an active component (platinum) and is modified so that the IR spectra of adsorbed ammonia have characteristic bands in the range ν = 1410-1440 cm -1 . At 300 ° C and a space velocity of the initial gas mixture of 4000 h -1 , a sulfur dioxide conversion of up to 61-71% is achieved. Under similar conditions, the method using the known platinum catalyst provides a conversion of not higher than 10-15%, the method using the vanadium catalyst is less than 1-2%.
Пример 4Example 4
Хлорированию подвергают природный газ, содержащий не менее 96% метана. Для этого природный газ смешивают с элементарным хлором в объемном соотношении 2:1 и при температуре 400°С и атмосферном давлении пропускают через каталитическую систему, содержащую активный компонент (платину) и стекловолокнистый тканый носитель с диаметром микроволокон около 10 мкм, причем ИК спектры адсорбированного аммиака имеют характерные полосы в диапазоне ν = 1410-1440 см-1. Наблюдается полное превращение хлора, при этом конверсия метана составляет ~38%. Основным продуктом хлорирования является метилхлорид, причем селективность превращения метана в метилхлорид равна 96%. Селективность образования нежелательного метиленхлорида не превышает 1%, полихлорированных углеводородов - не более 4%, при этом нежелательные хлороформ, четыреххлористый углерод, фосген, оксид углерода и диоксины в продуктах реакции отсутствуют полностью.Natural gas containing at least 96% methane is chlorinated. For this, natural gas is mixed with elemental chlorine in a volume ratio of 2: 1 and at a temperature of 400 ° C and atmospheric pressure is passed through a catalytic system containing an active component (platinum) and a glass fiber woven carrier with a microfiber diameter of about 10 μm, the IR spectra of adsorbed ammonia have characteristic bands in the range ν = 1410-1440 cm -1 . A complete conversion of chlorine is observed, while the methane conversion is ~ 38%. The main product of chlorination is methyl chloride, and the selectivity of the conversion of methane to methyl chloride is 96%. The selectivity for the formation of undesired methylene chloride does not exceed 1%, polychlorinated hydrocarbons - not more than 4%, while undesirable chloroform, carbon tetrachloride, phosgene, carbon monoxide and dioxins are completely absent in the reaction products.
Пример 5Example 5
То же, что и в примере 4, но процесс ведут при температуре 450-500°С и соотношении природный газ/хлор 1:1. Конверсия хлора - 100%, метана - около 80%. Наблюдается образование легких олефинов (этилена, пропилена) с селективностью до 70%, а также винилхлорида с селективностью до 15%. При повышении соотношения природный газ/хлор до величины 4:1 конверсия метана снижается до ~25%, при этом селективность образования олефинов достигает практически 100%. Использование других известных катализаторов на обеспечивает получения указанных ценных продуктов (олефинов, винилхлорида).The same as in example 4, but the process is carried out at a temperature of 450-500 ° C and a natural gas / chlorine ratio of 1: 1. Chlorine conversion - 100%, methane - about 80%. The formation of light olefins (ethylene, propylene) with a selectivity of up to 70%, as well as vinyl chloride with a selectivity of up to 15%, is observed. With an increase in the natural gas / chlorine ratio to a value of 4: 1, methane conversion decreases to ~ 25%, while the selectivity of olefin formation reaches almost 100%. The use of other known catalysts does not provide the indicated valuable products (olefins, vinyl chloride).
Пример 6Example 6
Хлорированию на указанной каталитической системе подвергают пропан, при этом процесс ведут при 160°С, атмосферном давлении и при исходном соотношении пропан/хлор/инертный газ 1:1:1. Достигается конверсия пропана 55%, при этом селективность образования монохлорпропанов достигает 80%. При повышении температуры реакции выше 350°С монохлорпропаны превращаются в пропилен с селективностью, близкой к 100%. Использование других известных катализаторов не обеспечивает получения указанных ценных продуктов (монохлорпропанов, пропилена).Propane is subjected to chlorination on the indicated catalytic system, while the process is carried out at 160 ° C, atmospheric pressure and with an initial ratio of propane / chlorine / inert gas of 1: 1: 1. A conversion of propane of 55% is achieved, while the selectivity for the formation of monochloropropanes reaches 80%. When the reaction temperature rises above 350 ° С, monochloropropanes are converted to propylene with a selectivity close to 100%. The use of other known catalysts does not provide the indicated valuable products (monochloropropanes, propylene).
Пример 7Example 7
Производят очистку выхлопных газов дизельных двигателей, пропуская выхлопы через каталитическую систему. Каталитическая система содержит стекловолокнистый носитель (структурированный в виде тканого материала) и активный компонент (платину) и модифицирована таким образом, чтобы ИК спектры адсорбированного аммиака имели характерные полосы в диапазоне ν = 1410-1440 см-1. В диапазоне температур 300-600°С и объемных скоростей 20000-200000 час-1 достигается конверсия углеводородов и СО выше 90%, степень восстановления оксидов азота - до 70%. В аналогичных условиях способ с использованием известного платинового катализатора обеспечивает конверсию оксидов азота не выше 30-40%.Purify the exhaust gases of diesel engines by passing exhaust through the catalytic system. The catalytic system contains a glass fiber carrier (structured as a woven material) and an active component (platinum) and is modified so that the IR spectra of adsorbed ammonia have characteristic bands in the range of ν = 1410-1440 cm -1 . In the temperature range of 300-600 ° C and space velocities of 20,000-200,000 h -1 the conversion of hydrocarbons and CO is higher than 90%, the degree of reduction of nitrogen oxides is up to 70%. Under similar conditions, the method using the known platinum catalyst provides a conversion of nitrogen oxides of not more than 30-40%.
Пример 8Example 8
Производят очистку вентиляционных выбросов покрасочных производств от токсичных паров органических растворителей, пропуская выбросы через слой катализатора. Каталитическая система содержит стекловолокнистый носитель с диаметром микроволокон 15 мкм (структурированный в виде прессованного материала) и активный компонент (платину) и модифицирована таким образом, чтобы ИК спектры адсорбированного аммиака имели характерные полосы в диапазоне ν = 1410-1440 см-1. В диапазоне температур 250-600°С достигается полная конверсия токсичных органических примесей в безвредные вещества (пары воды, углекислый газ). В аналогичных условиях способ с использованием известного платинового катализатора обеспечивает конверсию примесей не выше 95-97%.Purify ventilation emissions of paint plants from toxic fumes of organic solvents by passing emissions through a catalyst bed. The catalyst system contains a glass fiber carrier with a microfiber diameter of 15 μm (structured as a pressed material) and an active component (platinum) and is modified so that the IR spectra of adsorbed ammonia have characteristic bands in the range ν = 1410-1440 cm -1 . In the temperature range of 250-600 ° C, a complete conversion of toxic organic impurities to harmless substances (water vapor, carbon dioxide) is achieved. Under similar conditions, the method using the known platinum catalyst ensures the conversion of impurities not higher than 95-97%.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003138284/04A RU2257952C1 (en) | 2003-12-26 | 2003-12-26 | Catalytic system for heterogeneous reactions |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003138284/04A RU2257952C1 (en) | 2003-12-26 | 2003-12-26 | Catalytic system for heterogeneous reactions |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003138284A RU2003138284A (en) | 2005-06-10 |
| RU2257952C1 true RU2257952C1 (en) | 2005-08-10 |
Family
ID=35834124
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003138284/04A RU2257952C1 (en) | 2003-12-26 | 2003-12-26 | Catalytic system for heterogeneous reactions |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2257952C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2292950C1 (en) * | 2005-11-09 | 2007-02-10 | Институт Катализа Им. Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук | Catalytic system for heterogeneous reactions |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4038214A (en) * | 1969-08-28 | 1977-07-26 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Impregnated fibrous catalyst for treating exhaust gas of an internal combustion engine and process for making same |
| RU2081898C1 (en) * | 1994-09-09 | 1997-06-20 | Институт химической физики в Черноголовке | Method for producing solid vegetable oils and fats |
| RU2143948C1 (en) * | 1998-11-02 | 2000-01-10 | Закрытое акционерное общество "Катализаторная компания" | Carrier and catalyst for heterogeneous reactions |
| RU2160156C1 (en) * | 1999-12-28 | 2000-12-10 | Закрытое акционерное общество "Катализаторная компания" | High-silica carrier, heterogeneous reaction catalyst and method of preparation thereof |
-
2003
- 2003-12-26 RU RU2003138284/04A patent/RU2257952C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4038214A (en) * | 1969-08-28 | 1977-07-26 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Impregnated fibrous catalyst for treating exhaust gas of an internal combustion engine and process for making same |
| RU2081898C1 (en) * | 1994-09-09 | 1997-06-20 | Институт химической физики в Черноголовке | Method for producing solid vegetable oils and fats |
| RU2143948C1 (en) * | 1998-11-02 | 2000-01-10 | Закрытое акционерное общество "Катализаторная компания" | Carrier and catalyst for heterogeneous reactions |
| RU2160156C1 (en) * | 1999-12-28 | 2000-12-10 | Закрытое акционерное общество "Катализаторная компания" | High-silica carrier, heterogeneous reaction catalyst and method of preparation thereof |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2292950C1 (en) * | 2005-11-09 | 2007-02-10 | Институт Катализа Им. Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук | Catalytic system for heterogeneous reactions |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2003138284A (en) | 2005-06-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6497855B1 (en) | Process for the production of hydrogen from hydrogen sulfide | |
| US8623303B2 (en) | Process for the removal of hydrogen cyanide and formic acid from synthesis gas | |
| US5720931A (en) | Catalytic oxidation of organic nitrogen-containing compounds | |
| US20180185787A1 (en) | Process for removing oxygen from a gas mixture comprising hydrocarbon and oxygen | |
| Wu et al. | Promoting effect of Ti on MnTiOx catalysts for benzene highly efficient oxidation | |
| RU2257952C1 (en) | Catalytic system for heterogeneous reactions | |
| CN103071515A (en) | Catalyst for catalyzing, oxidizing and removing organic matters under hydrogen chloride atmosphere | |
| Miyata et al. | FTIR-investigation of reaction of 2-propanol and acidity of vanadium oxides layered on zirconia and their surface structure | |
| RU39094U1 (en) | CATALYTIC SYSTEM FOR HETEROGENEOUS REACTIONS | |
| Khaleel | Catalytic activity of mesoporous alumina for the hydrolysis and dechlorination of carbon tetrachloride | |
| RU2292950C1 (en) | Catalytic system for heterogeneous reactions | |
| JP4308519B2 (en) | Hydrodehalogenation process using nickel-containing catalyst | |
| dos Santos et al. | Toluene deep oxidation over noble metals, Copper and Vanadium Oxides | |
| Peluso et al. | Complete oxidation of ethanol over MnOx | |
| RU53184U1 (en) | CATALYTIC SYSTEM FOR HETEROGENEOUS REACTIONS | |
| CN111151123A (en) | A kind of method for purifying tail gas of acrylonitrile plant | |
| JP2600091B2 (en) | Molybdenum sulfide catalyst for carbon dioxide reduction and method for producing carbon monoxide | |
| RU2250891C1 (en) | Method for production of vinylchloride | |
| JP2007117911A (en) | Organochlorine compound decomposition catalyst and method for removing organochlorine compound using the catalyst | |
| RU2250890C1 (en) | Method for catalytic chlorination of lower alkanes for value product manufacturing | |
| RU2205688C1 (en) | Catalyst and a method for production of phenol from benzene | |
| RU2488441C1 (en) | Catalyst for oxidative decomposition of organochlorine compounds in gases and method for production thereof | |
| RU2330834C1 (en) | Method of selective catalytic methane chlorination to methyl chloride | |
| RU2299190C1 (en) | Light paraffin oxidative dehydrogenation process | |
| JPH0617203B2 (en) | Chlorine production method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151227 |