Досліджено завуглецювання та структуру кристалічної гратки металевого срібного каталізатора нанесеного на пемзу, визначено параметри гратки та встановлена залежність між виходом метаналю та зміною її структури.

Термодинамічним аналізом процесу термічної регенерації завуглецьованого нанесеного срібного каталізатора окиснення метанолу в метаналь показано та експериментально підтверджено, що найбільш перспективним активатором вигорання вуглецю є нітрат амонію.

Термодинамічним аналізом процесу хімічної регенерації відпрацьованого нанесеного срібного каталізатора окиснення метанолу до метаналю експериментально підтверджено, що двоступінчаста лужно-кислотна обробка після термічної дає змогу відновити каталітичні властивості.

Досліджено кінетику дезактивації високо- та малоконцентрованих срібних каталізаторів виробництва формальдегіду окисною конверсією метанолу. На підставі значень енергії активації процесу зроблено висновок, що головним фактором дезактивації цих каталізаторів є швидкість спікання (дезактивації) та ступінь їх карбонізації. Розраховані швидкості спікання високо- та малоконцентрованого каталізаторів СНП дають підстави стверджувати, що здатність до дезактивації малоконцентрованого каталізатора практично в 1,25 рази менша, ніж висококонцентрованого.

На базі нової кінетичної моделі дезактивації каталізатора срібла, нанесеного на пемзу (СНП), визначено її основні кінетичні параметри, такі як швидкість, уявна енергія активації та константа швидкості дезактивації. Встановлено термін роботи каталізатора, на який припадає стабілізація швидкості дезактивації за рахунок карбонізування, що є передумовою для подальших розробок у сфері покращання технології приготування каталізаторів СНП.

Запропоновано механізм УЗ-регенерації каталізатора виробництва формаліну з метанолу. Показано, що механізм ультразвукової регенерації каталізатора КСП зводиться до розв'язку сполученої задачі, в якій враховується рівняння для потоку рідини, що регенерує, та рівняння теплопровідності для відпрацьованого каталізатора. За розробленою технологією регенеровано 30 промислових партій (1800 кг) каталізатора КСП. Спосіб УЗ-регенерації каталізатора окиснювання метанолу у формальдегід запатентовано.

Розроблено методи математичного моделювання та засобів функціональної діагностики характерних порушень технологічних режимів хімічного виробництва. Досліджено специфічні зв'язки та сполучення несправностей матеріальної структури об'єкта з порушеннями технологічного процесу у аспекті побудови системи функціональної діагностики, що дозволяє розширити можливості традиційних моніторингових систем. Виявлено та класифіковано основні причини порушень і ускладнень технологічних режимів виробництва формаліну, базуючись на результатах оцінювання параметрів, зокрема з урахуванням невизначеності за запасами каталізатора. Запропоновано метод оперативного групування діагностичної інформації для визначення можливих стратегій пошуку несправностей, що дозволяє зменшити час пошуку найбільш небезпечних порушень. Модифіковано існуючі діагностичні алгоритми для одержання якісної та кількісної оцінки порушень режимів з урахуванням ступеня відхилення параметрів, що сприяє підвищенню стійкості системи допомилкових рішень і підвищенню точності пошуку несправностей. Розроблено алгоритмічне та програмне забезпечення системи діагностики та підтримки прийняття рішень щодо керування технологічною безпекою виробництва формаліну.

  Скачати повний текст

Проведено дослідження залежності величини масової частки вуглецевих відкладень на Ag/пемза каталізаторі від тривалості його роботи в процесі окисної конверсії метанолу у формальдегід. На підставі одержаних результатів запропоновано рівняння, яке надає можливість не тільки визначити масову частку вуглецевих відкладень за певний період експлуатації каталізатора, а й прогнозувати їх кількість за будь-який час його роботи за температури 893 чи 923 К.

Установлено, що реакція окисної конверсії метанолу у формальдегід є реакцією першого порядку за киснем. Визначено уявну енергію активації, яка свідчить, що перебіг реакції відбувається у дифузійній області. Наведено рівняння формальної кінетики дослідженого процесу на підставі обчисленої константи швидкості та значення передекспоненційного множника.

Розроблено фізико-хімічні основи та технології одержання та регенерації нанесених низькоконцентрованих наносрібних каталізаторів окисної конверсії метанолу у формальдегід. Встановлено, що за мольного співвідношення кисень : метанол ? = 0,33 і температури конверсії 923 К на один моль утвореного формальдегіду припадає практично 1/3 моль водню, що експериментально доводить існування на поверхні срібного каталізатора активних центрів складу Ag{\dn\fn8 2}0{\dn\fn8 2}. Запропоновано об'єднану йонно-вільнорадикальну концепцію утворення формальдегіду. Показано, що найефективнішим способом підвищення показників процесу технології приготування каталізаторів є модифікування носія алюмосилікатним золь-гелем з атомним співвідношенням Si : Al = 7 : 1, а для одержання наносрібла необхідно відновлювати його сполуки уротропіном, що сприяє підвищенню мольного виходу формальдегіда на 4,5 %, зниженню масової частки срібла та збільшенню тривалості експлуатації у 2,5 раза у порівнянні з відомим каталізатором. Погіршенню показників процесу за експлуатації каталізатора сприяє його закоксування та накопичення домішок (53,0 %), а також спотворення кристалічної гратки срібла та збільшення мінімальних розмірів його зерен (47 %). Досліджено кінетику процесу як у кінетичній, так і в зовнішньодифузійній областях. Розроблено технологію регенерації відпрацьованих каталізаторів, сутність якої полягає в одночасному видаленні сполук карбону та перенанесенні срібла в присутності розчину нітратної кислоти в атмосфері озону та дії УЗ-поля та УФ-випромінювання (на виході з реактора).

Індекс рубрикатора НБУВ: Л292 + Л614.511

Рубрики:

Каталізатори

Формальдегід та його похідні

Шифр НБУВ: РА388429 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Розглянуто питання розробки наукових основ технології одержання оксидного залізо-молібденового каталізатора на основі амоній молібдофератів (ІІ) для конверсії метанолу у формальдегід. Досліджено склад амоній молібдофератів (ІІ) залежно від pH розчинів і заданого співвідношення кількостей феруму та молібдену. Показано, що виділення амоній молібдофератів (ІІ) з реакційної суміші можливе способом висолювання із застосуванням ацетону. Встановлено, що ацетон дозволяє мінімізувати кількість домішки сульфату амоній, що осаджується разом з осадом амоній молібдоферату (ІІ). Розроблено математичну модель процесу термооброблення контактних мас. Показано, що за формування контактних мас можливо використовувати як тимчасову технологічну зв'язку розчин титан стеарату в гексані. Експериментально доведено, що домішка титан (IV) оксид дозволяє пролонгувати термін використання каталізатора через зв'язування малоселективної домішки ферум (ІІІ) оксиду, що утвориться в процесі експлуатації каталізатора, у фазу ферум (ІІІ) титанату. Визначено основні технологічні параметри процесу одержання оксидного каталізатора конверсії метанолу. Розроблено принципову технологічну схему одержання промотованого титаном залізо-молібденового каталізатора конверсії метанолу у формальдегід.