Preview

Тонкие химические технологии

Расширенный поиск

КИНЕТИКА ПРОЦЕССА ОКИСЛИТЕЛЬНОГО ХЛОРИРОВАНИЯ МЕТАНА

https://doi.org/10.32362/2410-6593-2017-12-2-50-61

Полный текст:

Аннотация

Гетерогенно-каталитическая реакция окислительного хлорирования метана, целевым продуктом которой является хлористый метил, изучена при температуре 400°С и варьировании давления в диапазоне 0.1-0.9 МПа. Методами дифрактометрии и электронной микроскопии показано, что активные компоненты катализатора (CuCl2, KCl, LaCl3) распределяются неравномерно на поверхности носителя (α-Al2O3·SiO2), образуя агломераты с повышенным содержанием солей, в том числе двойных хлоридов, таких как KCuCl3, K2CuCl3 или K2CuCl4, гидрата K2CuCl4·2H2O и гидроксихлоридов состава Cu3Cl4(OH)2 и Cu2Cl(OH)3. Кинетические закономерности изучены в проточном безградиентном по парциальным давлениям реакторе при 400°С методом однофакторного эксперимента при варьировании парциальных давлений реагентов. Анализ продуктов проводили методом газовой хроматографии. Обработкой кинетических данных степенными уравнениями показано, что адекватное описание скорости образования хлористого метила обеспечивает уравнение, в которое входят парциальные давления метана, хлористого водорода и воды в степенях 0.77, 0.01 и 0.64, соответственно, при нулевых порядках по кислороду и хлору.

Об авторах

И. С. Силина
Московский технологический университет (Институт тонких химических технологий), Научно-исследовательский инженерный центр «Синтез»
Россия

аспирант кафедры общей химической технологии Института тонких химических технологий

119571, Россия, Москва, пр-т Вернадского, д. 86

младший научный сотрудник

119571, Россия, Москва, пр-т Вернадского, д. 86



Е. А. Кацман
Московский технологический университет (Институт тонких химических технологий)
Россия

доктор химических наук, профессор кафедры общей химической технологии Института тонких химических технологий

119571, Россия, Москва, пр-т Вернадского, д. 86



Ю. А. Трегер
Научно-исследовательский инженерный центр «Синтез»
Россия

доктор химических наук, профессор, советник генерального директора

119571, Россия, Москва, пр-т Вернадского, д. 86



В. Н. Розанов
Научно-исследовательский инженерный центр «Синтез»
Россия

кандидат химических наук, эксперт

119571, Россия, Москва, пр-т Вернадского, д. 86



Л. Д. Исхакова
Научный центр волоконной оптики РАН
Россия

кандидат химических наук, заведующий Аналитическим центром

119333, Россия, Москва, ул. Вавилова, д. 38



Р. П. Ермаков
Научный центр волоконной оптики РАН
Россия

кандидат физико-математических наук, научный сотрудник Аналитического центра

119333, Россия, Москва, ул. Вавилова, д. 38



В. В. Колташев
Научный центр волоконной оптики РАН
Россия

кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Аналитического центра

Россия, 119333, Москва, ул. Вавилова, д. 38



Л. Г. Брук
Московский технологический университет (Институт тонких химических технологий)
Россия

доктор химических наук, профессор, заведующий кафедрой общей химической технологии

119571, Россия, Москва, пр-т Вернадского, д. 86



Список литературы

1. Трегер Ю.А., Розанов В.Н., Флид М.Р. Каталитический способ переработки метана: пат. 2394805 Рос. Федерация. № 2008115140/04; заявл. 24.04.2008; опубл. 27.10.2010. Бюл. № 20.

2. Roka K. Пат. № 186270 Англия (1921); Пат. № 478083 Германии (1923).

3. Розанов В.Н. Опытная проверка процесса окислительного хлорирования метана в действующем производстве хлорметанов // Химическая промышленность. 1996. № 6. C. 351-356.

4. Трегер Ю.А., Розанов В.Н., Трусов Л.И., Мурашова О.П., Яськова В.Я., Силина И.С. Способ каталитического пиролиза хлористого метила: пат. 2522575 Рос. Федерация. № 2013111924/04; заявл. 18.03.2013; опубл. 20.07.2014. Бюл. № 20.

5. Тарабанько В.Е., Тарабанько Н.В., Коропачинская Н.В. Способ получения хлора каталитическим окислением хлористого водорода: пат. 2409516 Рос. Федерация. № 2009115089/05; заявл. 20.04.2009; опубл. 20.01.2011. Бюл. № 2.

6. Тарабанько В.Е., Тарабанько Н.В. Ванадиевый катализатор окисления хлористого водорода в хлор молекулярным кислородом: пат. 2440927 Рос. Федерация; № 2010135118/05; заявл. 20.08.2010; опубл. 27.01.2012.

7. Mleczko L., Schlüter O., Schubert S., Wolf A. Verfahren zur Erhöhung der Langzeitstabilität und Aktivität von Ruthenium-Katalysatoren: pat. DE 102007020143 A1. № DE200710020143; заявл. 26.04.2007; опубл. 30.10.2008.

8. Iwanaga K., Suzuta T., Mori Ya., Yoshii M. Method for producing chlorine: pat. US 6977066 B1. № US 09/889,625; заявл. 19.01.2000; опубл. 20.12.2005.

9. Brettschneider O., Glaeser A., Klatt K.-U., Wang J., Welz C., Werner K. Prozess zur Herstellung von Chlor aus HCI: pat. DE 102007020148 A1. 2008.

10. Розанов В.Н., Трегер Ю.А. Одноступенчатый адиабатический каталитический реактор для процесса оксихлорирования метана // Катализ в промышленности. 2015. Т. 15. № 3. С. 49-53.

11. Розанов В.Н., Гвозд Е.В., Кернерман В.А., Светланов Е.Б., Трушечкина М.А., Трегер Ю.А. Исследование кинетики реакции оксихлорирования метана в реакторе с вибровзвешенным слоем катализатора // Кинетика и катализ. 1989. Т. 30. № 1. С. 148-154.

12. Аглулин А.Г. Кинетические закономерности и некоторые вопросы механизма реакции окислительного хлорирования метана на трегерных медьсодержащих солевых катализаторах: дис. … канд. хим. наук. М.: НИФХИ им. Л.Я. Карпова, 1979.

13. Аглулин А.Г. Кинетика и возможный механизм окисления хлористого водорода на нанесеннных медьсодержащих солевых катаизаторах. I. Кинетические закономерности окисления HCl в реакциях Дикона и оксихлорирования метана на медькалиевом солевом катализаторе // Кинетика и катализ. 2014. Т. 55. № 5. С. 599-609.

14. Аглулин А.Г. Кинетика и возможный механизм окисления хлористого водорода на нанесенных медьсодержащих солевых катализаторах. II. Кинетические закономерности окисления HCl в реакциях Дикона и оксихлорирования метана на катализаторе CuCl2-KCl-LaCl3 // Кинетика и катализ. 2014. Т. 55. № 5. С. 610-620.

15. Slama I., Kodejš Z. Oxidation of hydrogen chloride with oxygen, catalysed by copper chlorides deposited on a carrier // Collect. Czech. Chem. Commun. 1970. V. 36. P. 2691-2697.

16. Ruthven D.M., Kenney C.N. The kinetics of oxygen absorption in molten salts containing cuprous chloride // Chem. Eng. Sci. 1967. V. 22. № 12. P. 1561-1576.

17. Шаховцева Г.А., Васильева И.Б., Аветисов А.К., Гельбштейн А.И. Кинетика и механизм каталитического окисления хлористого водорода // Кинетика и катализ. 1970. Т. 11. С. 1469-1478.

18. Дудеров Г.Н. Практикум по технологии керамики и огнеупоров. М.: Стройиздат, 1953. 383 с.

19. Трегер Ю.А., Розанов В.Н., Силина И.С., Мурашова О.П., Яськова В.Я., Брук Л.Г. Исследование процесса окислительного хлорирования метана при повышенных давлениях // Вестник МИТХТ. 2013. Т. 8. № 3. С. 95-98.

20. Кацман Е.А., Беренблюм А.С. Пакет программ для построения и анализа кинетических моделей и его применение: учебно-метод. пособие. М.: ИПЦ МИТХТ, 2010. 48 с.

21. Rouco A.J. Low-temperature ethylene oxyhydrochlorination: effects of supports and promoters on the mobilities of active species in CuСl2 catalysts // J. Catalysis. 1995. V. 157. № 2. P. 380-387.

22. Xueju L.D., Jie L.D., Guangdong Z.D., Kaiji Z.D., Wenxing L., Tiexin C. Ethane oxychlorination over γ-Al2O3 supported CuCl2-KCl-LaCl3 // Catalysis Lett. 2005. V. 100. № 3-4. Р. 153-159.

23. Muddada N.B., Olsbye U., Leofanti G., Gianolio D., Bonino F., Bordiga S., Fuglerud T., Vidotto S., Marsella A., Lamberti C. Quantification of copper phases, their reducibility and dispersion in doped-CuCl2/ Al2O3 catalysts for ethylene oxychlorination // Dalton Trans. 2010. V. 39. P. 8437-8449.

24. Podkolzin S., Stangland E., Jones M., Peringer E., Lercher J.A. Methyl chloride production from methane over lanthanum-based catalysts // J. Am. Chem. Soc. 2007. V. 129. № 9. P. 2569-2576.

25. Розанов В.Н., Аглулин А.Г. Кинетика и возможный механизм окислительного гидролиза хлорметанов в реакции оксихлорирования метана // Тезисы докл. V Всес. конф. «Современное состояние и перспективы развития теоретических основ производства хлорорганических продуктов». Баку, 1991. С. 116-117.


Для цитирования:


Силина И.С., Кацман Е.А., Трегер Ю.А., Розанов В.Н., Исхакова Л.Д., Ермаков Р.П., Колташев В.В., Брук Л.Г. КИНЕТИКА ПРОЦЕССА ОКИСЛИТЕЛЬНОГО ХЛОРИРОВАНИЯ МЕТАНА. Тонкие химические технологии. 2017;12(2):50-61. https://doi.org/10.32362/2410-6593-2017-12-2-50-61

For citation:


Silina I.S., Katsman Е.А., Treger Y.A., Rozanov V.N., Iskhakova L.D., Ermakov R.P., Koltashev V.V., Bruk L.G. KINETICS OF OXIDATIVE CHLORINATION OF METHANE. Fine Chemical Technologies. 2017;12(2):50-61. (In Russ.) https://doi.org/10.32362/2410-6593-2017-12-2-50-61

Просмотров: 108


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2410-6593 (Print)
ISSN 2686-7575 (Online)