Рутений-содержащая полимерстабилизированная каталитическая система гидрирования смесей бензол-толуол
Автор: Быков Алексей Владимирович, Демиденко Галина Николаевна
Журнал: Бюллетень науки и практики @bulletennauki
Рубрика: Химические науки
Статья в выпуске: 11 т.5, 2019 года.
Бесплатный доступ
Исследование направлено на создание полимерстабилизированной рутений-содержащей каталитической системы для жидкофазного гидрирования аренов в среде алканов, в том числе для создания каталитических систем облагораживания топлив двигателей внутреннего сгорания. В качестве каталитической системы предложен катализатор на основе соединений рутения, стабилизированного в промышленной полистирольной сетке MN100. Модельным растворителем реакции выбран додекан. В ходе исследования было изучено влияние температуры и давления водорода на скорость и дифференциальную селективность процесса гидрирования бензола и толуола в их смеси в додекане. Показано, что дифференциальная селективность гидрирования по бензолу возрастает с ростом температуры до 160 °С и уменьшается с ростом общего давления в реакционной смеси. В ходе исследования природы активной фазы каталитической системы методом рентгенофотоэлектронной спектроскопии показано, что в ходе восстановления катализатора формируется оксид рутения (IV).
Каталитическое гидрирование, смесь бензол-толуол, рутений, дифференциальная селективность
Короткий адрес: https://sciup.org/14115121
IDR: 14115121 | УДК: 544.478 | DOI: 10.33619/10.33619/2414-2948/48/03
Ruthenium-containing polymer-stabilized catalyst system for the hydrogenation of benzene-toluene mixtures
The study is aimed at creating a polymer-stabilized ruthenium-containing catalytic system for liquid-phase hydrogenation of arenes in alkanes, including the creation of catalytic systems for upgrading the fuels of internal combustion engines. As a catalyst system, a catalyst based on ruthenium compounds stabilized in an industrial hypercrosslinced polystyrene MN100 has been proposed. Dodecane was selected as a model reaction solvent. During the study, the effect of temperature and pressure of hydrogen on the speed and differential selectivity of the hydrogenation of benzene and toluene in their mixture in dodecane was studied. It was shown that the differential selectivity of hydrogenation with respect to benzene increases with temperature up to 160°C and decreases with an increase in the total pressure in the reaction mixture. A study of the nature of the active phase of the catalytic system by X-ray photoelectron spectroscopy showed that ruthenium (IV) oxide is formed during the reduction of the catalyst.
Список литературы Рутений-содержащая полимерстабилизированная каталитическая система гидрирования смесей бензол-толуол
- Garba M. D., Galadima A. Catalytic Hydrogenation of Hydrocarbons for Gasoline Production // Journal of Physical Science. 2018. V. 29. №2. P. 153-176. 10.21315/ jps2018.29.2.10 DOI: 10.21315/jps2018.29.2.10
- Erofeev V. I., Khomyakov I. S., Egorova L. A. Production of high-octane gasoline from straight-run gasoline on ZSM-5 modified zeolites // Theoretical Foundations of Chemical Engineering. 2014. V. 48. №1. P. 71-76. https://doi.org./ DOI: 10.1134/S0040579514010023
- Agarwal A. K., Gupta T., Bothra P., Shukla P. C. Emission profiling of diesel and gasoline cars at a city traffic junction // Particuology. 2015. V. 18. P. 186-193. DOI: 10.1016/j.partic.2014.06.008
- Ou J., Guo H., Zheng J., Cheung K., Louie P. K. K., Ling Z., Wang D. Concentrations and sources of non-methane hydrocarbons (NMHCs) from 2005 to 2013 in Hong Kong: A multi-year real-time data analysis // Atmospheric environment. 2015. V. 103. P. 196-206. 10.1016/j. atmosenv.2014.12.048 DOI: 10.1016/j.atmosenv.2014.12.048
- H.-X. Yuan Q.-H. Xia, H.-J. Zhan, X.-H. Lu, K.-X. Su. Catalytic oxidation of cyclohexane to cyclohexanone and cyclohexanol by oxygen in a solvent-free system over metal-containing ZSM-5 catalysts // Applied Catalysis A: General. 2006. V. 304. P. 178-184. DOI: 10.1016/j.apcata.2006.02.037
- Kazantsev, R. V., Gaidai, N. A., N. V. Nekrasov, N. V., Tenchev, K., Petrov, L., Lapidus, A. L. Kinetics of benzene and toluene hydrogenation on a Pt/TiO2 catalyst // Kinetics and catalysis. 2003. V. 44. №4. P. 529-535. https://doi.org/10.1023/A:1025194117868
- Williamham C. B., Taylor, W. J., Pignocco, J. M., Rossini, F. D. Vapor pressures and boiling points of some paraffin, alkylcyclopentane, alkylcyclohexane, and alkylbenzene hydrocarbons // Journal of Research of the National Bureau of Standards. 1945. V. 35. №3. P. 219-244.
- DOI: 10.6028/jres.035.009
- Eon C., Pommier C., Guiochon G. Vapor pressures and second virial coefficients of some five-membered heterocyclic derivatives // Journal of Chemical & Engineering Data. 1971. V. 16. №4. P. 408-410.
- DOI: 10.1021/je60051a008
- Deshpande D. D., Pandya M. V. Thermodynamics of binary solutions. Part 2. Vapour pressures and excess free energies of aniline solutions // Transactions of the Faraday Society. 1967. V. 63. P. 2149-2157.
- DOI: 10.1039/tf9676302149
- Kalafati D. D., Rasskazov D. S., Petrov E. K. Experimental Determination of a Dependence of a Saturated Vapor Pressure of Benzene on Temperature // Zhurnal Fizicheskoi Khimii. 1967. V. 41. P. 1357-1359
- Besley L. M., Bottomley G. A. Vapour pressure of toluence from 273.15 to 298.15 K // The Journal of Chemical Thermodynamics. 1974. V. 6. №6. P. 577-580.
- DOI: 10.1016/0021-9614(74)90045-7
- Gaw W. J., Swinton F. L. Thermodynamic properties of binary systems containing hexafluorobenzene. Part 3. Excess Gibbs free energy of the system hexafluorobenzene+ cyclohexane // Transactions of the Faraday Society. 1968. V. 64. P. 637-647.
- DOI: 10.1039/tf9686400637
- Ambrose D., Broderick B. E., Townsend R. The vapour pressures above the normal boiling point and the critical pressures of some aromatic hydrocarbons // Journal of the Chemical Society A: Inorganic, Physical, Theoretical. 1967. P. 633-641.
- DOI: 10.1039/j19670000633
- Pitzer K. S., Scott D. W. The thermodynamics and molecular structure of benzene and its methyl derivatives1 // Journal of the American Chemical Society. 1943. V. 65. №5. P. 803-829.
- DOI: 10.1021/ja01245a019
- NIST X-ray Photoelectron Spectroscopy Database, NIST Standard Reference Database Number 20, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg MD, 20899 (2000),
- DOI: 10.18434/T4T88K
