Введение
1. Литературный обзор 8
1.1. Катализаторы окислительного дегидрирования низших алканов в присутствии кислорода 8
1.1.1. Катализаторы окислительного дегидрирования на основе оксидов металлов с переменной валентностью и фосфатов 8
1.1.1.1. Ванадийсодержащие катализаторы 10
1.1.1.2. Молибденсодержащие катализаторы 13
1.1.1.3. Хромсодержащие катализаторы 19
1.1.1.4. Другие катализаторы 21
1.1.2. Катализаторы на основе трудно-восстанавливаемых оксидов металлов и оксидов бора 24
1.1.3. Катализаторы на основе благородных металлов 26
1:2. Применение альтернативных кислороду окислителей в ОД легких алканов 29
1.2.1. Дегидрирование в присутствии С02 29
1.2.2. Дегидрирование в присутствии N20 32
1.3. Механизм окислительного дегидрирования алканов С2-С4 для катализаторов на основе оксидов металлов с переменной валентностью 34
1.3.1. Активация парафинов и олефинов 34
1.3.2. Кинетические исследования 38
1.3.3. Применение изотопных методов и методов отклика 46
1.3.4. Исследование кислотно-основных свойств катализаторов 49
1.3.5. Изучение электрической проводимости и поверхностного потенциала катализаторов 52
1.3.6. Спектральные исследования Мо-содержащих катализаторов 55
2. Методика экспериментов 60
2.1. Приготовление и подготовка катализаторов 60
2.2. Исходные вещества и система очистки 60
2.3. Методика хром ато графического анализа. 61
2.4. Методика кинетических экспериментов 63
2.4.1. Методика проведения 63
2.4.2. Обработка результатов 67
2.4.3. Оценка ошибок измерений 69
2.5. Методика проведения нестационарных экспериментов и изотопного обмена 71
2.6. Методика проведения ИК-исследований 74
2.7. Методика проведения термо-программируемой десорбции аммиака 79
3. Экспериментальная часть 82
3.1. Кинетические исследования окислительного дегидрирования изобутана на молибдатах кобальта, никеля и марганца 82
3.1.1. Катализатор Соо,95Мо04 83
3.1.2. Катализатор NiMoC4. 90
3.1.3. Катализатор М11М0О4 95
3.1.4. Заключение 100
3.1.5. Кинетическое описание процесса 105
3.2. Исследования механизма окислительного дегидрирования изобутана методами отклика и изотопного обмена 114
3.2.1. Изучение откликов системы на попеременное введение компонентов процесса 114
3.2.2. Изучение откликов системы на попеременную замену воздуха и реакционной смесью 120
3.2.3. Изучение откликов системы на замену воздуха реакционной смесью с промежуточной продувкой азотом 128
3.2.4. Изучение влияния среды на состояние катализаторов 130
3.2.5. Изучение обмена водорода в изобутане с дейтерием 132
3.3. Структура катализаторов 134
3.4. ИК-спектральные исследования 137
3.4.1. ИК-спектральные исследования в области колебаний: решетки молибдатов Со, Ni, Мп. 137
3.4.2. ИК-спектральные исследования адсорбции изобутена на молибдатах кобальта, никеля и марганца. 144
3.5. Исследование кислотности молибдатов кобальта, никеля и марганца по ТПД аммиака 147
4. Стадийная схема процесса. 150
Выводы. 155
