Влияние синтез-газа на каталитические свойства цеолитных катализаторов конверсии диметилового эфира в низшие олефины

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Изучено влияние сопутствующего газа (азота, синтез-газа) на каталитические свойства цеолитных катализаторов, модифицированных Mg, La и Zr, в конверсии диметилового эфира в низшие олефины (Т = 320 ° С, Р = 0.1 МПа). Обнаружено, что синтез-газ не оказывает существенного влияния на превращение диметилового эфира в низшие олефины, и наиболее стабильным к замене реакционной среды является катализатор Mg-HZSM-5. Исследован одностадийный синтез низших олефинов из СО и Н2 при атмосферном давлении. Показано, что более эффективным является катализатор La-Zr/HZSM-5 (конверсия СО 8.6%, суммарная селективность по углеводородам С2+ 62.4 мас%), при этом в присутствии диметилового эфира не наблюдается ожидаемого прироста углеводородов С2+ за счет вовлечения СО. Это может быть связано с конкурентной адсорбцией молекул диметилового эфира и СО на активных центрах лантан-циркониевого катализатора.

About the authors

Екатерина Евгеньевна Колесникова

Институт нефтехимического синтеза им. А. В. Топчиева РАН

Author for correspondence.
Email: kolesnikova@ips.ac.ru
ORCID iD: 0000-0001-8762-8025

к.х.н.

Russian Federation, 119991, ГСП-1, Москва, Ленинский пр., д. 29

Татьяна Константиновна Обухова

Институт нефтехимического синтеза им. А. В. Топчиева РАН

Email: kolesnikova@ips.ac.ru
ORCID iD: 0000-0002-6155-5507
Russian Federation, 119991, ГСП-1, Москва, Ленинский пр., д. 29

Ольга Владимировна Яшина

Институт нефтехимического синтеза им. А. В. Топчиева РАН

Email: kolesnikova@ips.ac.ru
ORCID iD: 0000-0002-1521-3901

к.х.н.

Russian Federation, 119991, ГСП-1, Москва, Ленинский пр., д. 29

Наталия Васильевна Колесниченко

Институт нефтехимического синтеза им. А. В. Топчиева РАН

Email: kolesnikova@ips.ac.ru
ORCID iD: 0000-0003-2534-2624

д.х.н., проф.

Russian Federation, 119991, ГСП-1, Москва, Ленинский пр., д. 29

References

  1. Olsbye U., Svelle S., Bjørgen M., Beato P., Janssens T. V. W., Joensen F., Bordiga S., Lillerud K. P. Conversion of methanol to hydrocarbons: How zeolite cavity and pore size controls product selectivity // Chem. Int. Ed. Engl. 2012. V. 51. P. 5810–5831. h ttps://doi.org/10.1002/anie.201103657
  2. Kumar P., Thybaut J. W., Marin G. B., Svelle S., Olsbye U . Single-event microkinetics for methanol to olefins on H-ZSM-5 // Ind. Eng. Chem. Res. 2013. V. 52. P. 1491–1507. https://doi.org/10.1021/ie301542c
  3. Takahashi A., Xia W., Wu Q., Furukawa T., Nakamura I., Shimada H., Fujitani T. Difference between the mechanisms of propylene production from methanol and ethanol over ZSM-5 catalysts // Appl. Catal. A: General. 2013. V. 467. N 2. P. 380–385. h ttps://doi.org/10.1016/j.apcata.2013.07.064
  4. Valecillos J., Hegoi M., Aguayo A. T., Bilbao J., Castaño P . Kinetic and deactivation differences among methanol, dimethyl ether and chloromethane as stock for hydrocarbons // ChemCatChem. 2019. V. 11. P. 5444–5456. https://doi.org/10.1002/cctc.201901204
  5. Пат. РФ 2528409C1 (опубл. 2014). Способ получения диметилового эфира методом одностадийного синтеза и его выделения.
  6. Pat. WO2013113754 (publ. 2013). Method for the conversion of synthesis gas into olefins.
  7. Magomedova M., Galanova E., Davidov I., Afokin M., Maximov A . Dimethyl ether to olefins over modified ZSM-5 based catalysts stabilized by hydrothermal treatment // Catalysts. 2019. V. 9. P. 485–503. h ttps://doi.org/10.3390/catal9050485
  8. Cordero-Lanzac T., Rodríguez-Cano M. A., Palomo J., Valero-Romero M. J., Aguayo A. T., Bilbao J., Rodríguez-Mirasol J., Cordero T . Binderless ZrO 2 /HZSM-5 fibrillar composites by electrospinning as catalysts for the dimethyl ether-to-olefins process // Micropor. Mesopor. Mater. 2022. V. 342. ID 112102. h ttps://doi.org/10.1016/j.micromeso.2022.112102
  9. Bakare I. A., Muraza O., Sanhoob M. A., Miyake K., Hirota Y., Yamani Z. H., Nishiyama N. Dimethyl ether-to-olefins over aluminum rich ZSM-5: The role of Ca and La as modifiers // Fuel. 2018. V. 211. P. 18–26. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2017.08.117
  10. Man J., Zhang Q., Xie H . Effect of reaction atmosphere on dimethyl ether conversion to propylene process over Ca/ZSM-5 // J. Fuel Chem. Technol. 2011. V. 39. N 1. P. 42–46. h ttps://doi.org/10.1016/S1872-5813(11)60008-X
  11. Omojola T., Lukyanov D. B., Cherkasov N., Zholobenko V. L., Veen A. C . The influence of precursors on the induction period and transitionregime of dimethyl ether conversion to hydrocarbons over ZSM-5 catalysts // Ind. Eng. Chem. Res. 2019. V. 58. N 36. P. 16479–16488. h ttps://doi.org/10.1021/acs.iecr.9b03344
  12. Sardersai A., Sunggyu L . Alternativa sourse of propylene // Energy Sources. 2005. V. 27. N 6. P. 489–500. https://doi.org/10.1080/009083190518970
  13. Tuo J., Li Sh., Xu H., Guan Ye., Wu P . Research progress of structure design and acidity tuning of zeolites for the catalytic conversion of syngas // J. Fuel Chem. Technol. 2023. V. 51. N 1. P. 1–18. h ttps://doi.org/10.1016/S1872-5813(22)60035-5
  14. Ren L., Zhang J., Wang B., Xu H., Jiang J., Guan Y., Wu P . Syngas to light olefins over ZnAlO x and high-silica CHA prepared by boron-assisted hydrothermal synthesis // Fuel. 2022. V. 307. ID 121916. h ttps://doi.org/10.1016/j.fuel.2021.121916
  15. Dolsiririttigul N., Numpilai Th., Kui Cheng Ch., Pham L. K.H., Witoon Th . Role of ZrO 2 in enhancing FeCoK catalysts for syngas conversion to light olefins // Mol. Catal. 2024. V.555. ID 113901. h ttps://doi.org/10.1016/j.mcat.2024.113901
  16. Zhu X., Shang Yu., Chen J., Wei H., Xu D., Lin X., Wang Y . Insight into the role of lanthanum-modified Cu-Co based catalyst for higher alcohol synthesis from syngas // Fuel Process. Technol. 2022. V. 235. ID 107378. h ttps://doi.org/10.1016/j.fuproc.2022.107378

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences