Дезактивация смешенного цеолита MFI-mord в условиях микроструктурированных потоков в реакции трансформации метанола в углеводороды
Автор: Михайлов Степан Петрович, Бровко Роман Викторович, Лакина Наталья Валерьевна, Долуда Валентин Юрьевич
Журнал: Бюллетень науки и практики @bulletennauki
Рубрика: Химические науки
Статья в выпуске: 1 т.9, 2023 года.
Бесплатный доступ
Микроструктурированные реакционные системы привлекают значительное внимание как научного, так и промышленного сообщества в связи с их высокой эффективностью, возможностью точного регулирования происходящих процессов и возможностью быстрого масштабирования технологических процессов. Одним из положительных явлений использования микроструктурированных реакционных систем является уменьшение коэффициента диффузии, что в свою очередь оказывает положительное влияние на скорости переноса реагирующих веществ и продуктов реакции. Что в свою очередь должно приводить к увеличению скорости реакции и уменьшению дезактивации каталитических систем, в случае их использования. В статье приводятся результаты изучения активности и стабильности смешенного цеолита типа MFI-MORD в микрореакторной и традиционной реакционной системе в реакции трансформации метанола в углеводороды. При проведении процесса в трубчатом реакторе увеличение температуры с 350℃ до 450℃ приводит к увеличению скорости образования углеводородов с 0,08 кг(угл)/(кг(Кат)×ч) до 0,16 кг(угл)/(кг(Кат)×ч), а скорость дезактивации катализатора увеличивается с 8×10-5 кг(угл)/(кг(Кат)×ч) до 4×10-4 кг(угл)/(кг(Кат)×ч). При использовании микрореактора увеличение температуры с 350℃ до 450℃ приводит к увеличению скорости образования углеводородов с 0,12 кг(угл)/(кг(Кат)×ч) до 0,22 кг(угл)/(кг(Кат)×ч), скорость дезактивации катализатора также увеличивается с 6×10-6 кг(угл)/(кг(Кат)×ч) до 8×10-5 кг(угл)/(кг(Кат)×ч). Таким образом в случае использования микрореактора наблюдается увеличение скорости образования углеводородов на 20-30% и уменьшение скорости дезактивации цеолита в 5-10 раз. Увеличение скорости реакции образования углеводородов и уменьшение скорости дезактивации цеолитов, вероятно, является следствием уменьшения диффузных торможений в слое катализатора в случае использования микрореакторных систем.
Цеолиты, углеводороды, катализаторы
Короткий адрес: https://sciup.org/14126180
IDR: 14126180 | DOI: 10.33619/2414-2948/86/01
Список литературы Дезактивация смешенного цеолита MFI-mord в условиях микроструктурированных потоков в реакции трансформации метанола в углеводороды
- Paunović V., Sushkevich V., Rzepka P., Artiglia L., Hauert R., Lee S. S., van Bokhoven J. A. Reactivation of catalysts for methanol-to-hydrocarbons conversion with hydrogen // J Catal. Academic Press Inc., 2022. V. 407. P. 54–64. https://doi.org/10.1016/j.jcat.2022.01.018
- Gayubo A. G., Aguayo A. T., Castilla M., Olazar M., Bilbao J. Catalyst reactivation kinetics for methanol transformation into hydrocarbons. Expressions for designing reaction–regeneration cycles in isothermal and adiabatic fixed bed reactor // Chemical engineering science. 2001. V. 56. № 17. P. 5059-5071. https://doi.org/10.1016/S0009-2509(01)00194-4
- Lyu J. M., Yu S., Peng Z., Zhou J., Liu Z., Li X. Y., .Su B. L. Control of the proximity of bifunctional zeolite@ Al2O3 catalysts for efficient methanol conversion into hydrocarbons // Catalysis Today. 2022. V. 405. P. 82-91. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2022.07.017
- Sedran U. A., Figoli N. S. Relation between acidity and activity during the transformation of methanol into hydrocarbons on amorphous silica-alumina // Applied catalysis. 1985. V. 19. №2. P. 317-325. https://doi.org/10.1016/S0166-9834(00)81754-6
- Comelli R. A., Figoli N. S. The effect of adding water to the feed on the transformation of methanol into hydrocarbons on an amorphous silica-alumina catalyst // Applied catalysis. 1987. V. 30. №2. P. 325-331. https://doi.org/10.1016/S0166-9834(00)84122-6
- Mastroianni L., Vajglová Z., Eränen K., Peurla M., Di Serio M., Murzin D. Y., Salmi T.Microreactor technology in experimental and modelling study of alcohol oxidation on nanogold // Chemical Engineering Science. 2022. V. 260. P. 117920. https://doi.org/10.1016/j.ces.2022.117920
- Yusuf H. A., Hossain S. Z., Aloraibi S., Alzaabi N. J., Alfayhani M. A., Almedfaie H. J. Fabrication of novel microreactors in-house and their performance analysis via continuous production of biodiesel // Chemical Engineering and Processing-Process Intensification. 2022. V. 172. P. 108792. https://doi.org/10.1016/j.cep.2022.108792
- Iliuta I., Rasouli H., Iliuta M. C. Intensified CO2 capture in wall-coated microreactors with immobilized carbonic anhydrase: Experimental and modeling // Separation and Purification Technology. 2023. V. 307. P. 122590. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2022.122590
- Kazemi Y., Sadeghi A., Irankhah A. Increasing the efficiency of microreactors utilizing two-phase hydrodynamic focusing // Chemical Engineering Science. 2022. V. 264. P. 118188. https://doi.org/10.1016/j.ces.2022.118188
- Zhou S., Zhong Y., Lin W., You H., Li X., Wu L., Zhou W. Design and performance evaluation of flexible tubular microreactor for methanol steam reforming reaction // International Journal of Hydrogen Energy. 2022. V. 47. №85. P. 36022-36031. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2022.08.194
- Chen Y., Yu J., Yang Y., Huo F., Li C. A continuous process for cyclic carbonate synthesis from CO2 catalyzed by the ionic liquid in a microreactor system: reaction kinetics, mass transfer, and process optimization // Chemical Engineering Journal. 2022. P. 140670. https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.140670
- Yue J. Green process intensification using microreactor technology for the synthesis of biobased chemicals and fuels // Chemical Engineering and Processing-Process Intensification. 2022. P. 109002. https://doi.org/10.1016/j.cep.2022.109002
