РУС ENG
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Российская Академия Наук

В ИОХ РАН разработаны высокоселективные катализаторы окислительного дегидрирования этана

18 июля 2022 г.

Этилен является базовой молекулой для производства широкого спектра важных для промышленности химических веществ, таких как полиэтилен, винилхлорид, этиленоксид, этиленгликоль, этилбензол, стирол и этанол. Основными методами получения промышленного этилена являются паровой крекинг и термический крекинг нафты, сжиженного нефтяного газа или углеводородов. Крекинг — один из наиболее энергозатратных и неэкологичных процессов в современной химической промышленности. Ключевой задачей нашего времени является разработка подходов, которые могут снизить воздействие крупномасштабного химического производства на окружающую среду. В этой связи одним из наиболее перспективных процессов для энергоэффективного и высокоселективного получения олефинов является каталитическое окислительное дегидрирование легких алканов посредством окислителей О2 и СО2. Предпочтительна технология получения этилена с использованием СО2 в качестве мягкого окислителя по сравнению с взрывоопасным окислительным процессом с молекулярным кислородом.

Учеными Лаборатории гетерогенного катализа и процессов в сверхкритических средах ИОХ РАН для процесса окислительного дегидрирования этана (ОДЭ) с помощью СО2 разработаны новые селективные гетерогенные железо-хромовые катализаторы, нанесенные на углеродный носитель Сибунит®. Предпосылкой к разработке гетерогенных катализаторов послужил обнаруженный факт, что при длительной эксплуатации проточно-каталитического трубчатого реактора из нержавеющей сталина внутренней стенке формируются активные оксидные Fe, Cr, Ni фазы для прямого неокислительного дегидрировании легких углеводородов в соответствующие олефины. Методами СЭМ, РФА на синхротронным излучении был тщательно проанализирован фазовый состав внутренней поверхности стального реактора. На основании этих данных разработаны новые селективные гетерогенные Fe-Cr/С катализаторы окислительного дегидрирования этана с использованием СО2 в качестве окислителя при температурах 650-750°С. Детальное изучение катализатора физико-химическими методами (РФА, магнитометрия, РФЭС, ПЭМ высокого разрешения) до и после реакции показало образование фазы хромита железа FeCr2O4, которая определяет активацию и вовлечение СО2 в ОДЭ.

Источник:

Igor I. Mishanin, Tatyana V. Bogdan, Aleksey E. Koklin, Viktor I. Bogdan. Design of highly selective heterogeneous catalyst for CO2-mediated ethane oxidative dehydrogenation based on nonoxidative catalysis in stainless-steel reactor. Chem. Eng. J., 2022, 446, 137184. DOI: 10.1016/j.cej.2022.137184.