Термоконверсия этанола на оксидах Al2O3 и SiO2
Аннотация
Данная работа посвящена изучению каталитических свойств Al2O3 и SiO2 в процессе термоконверсии этанола, а также определению кислотных характеристик указанных оксидов. Каталитические свойства оксидов изучены в проточном режиме при температуре реакции 250°С и объемной скорости 0,5 ч-1. Кислотные характеристики Al2O3 и SiO2 определены методом температурно-программируемой десорбции аммиака (ТПД-NH3).
Установлено, что процесс термоконверсии этанола включает в себя реакции дегидратации, дегидрирования и димеризации. При термической конверсии этанола на оксидах алюминия и кремния идет реакция дегидратации с образованием диэтилового эфира, с концентрациями 24,5 об. % на Al2O3 и 19,6 об. % на SiO2. Определено, что параллельно с реакцией дегидратации этанола имеет место его дегидрирование с образованием ацетальдегида, но с меньшей селективностью по сравнению с дегидратацией. Установлено, что на Al2O3, обладающего меньшей кислотностью в сравнении с SiO2, происходит деформация ацетальдегида с образованием бутанола.
Данная работа посвящена изучению каталитических свойств Al2O3 и SiO2 в процессе термоконверсии этанола, а также определению кислотных характеристик указанных оксидов. Каталитические свойства оксидов изучены в проточном режиме при температуре реакции 250°С и объемной скорости 0,5 ч-1. Кислотные характеристики Al2O3 и SiO2 определены методом температурно-программируемой десорбции аммиака (ТПД-NH3).
Установлено, что процесс термоконверсии этанола включает в себя реакции дегидратации, дегидрирования и димеризации. При термической конверсии этанола на оксидах алюминия и кремния идет реакция дегидратации с образованием диэтилового эфира, с концентрациями 24,5 об. % на Al2O3 и 19,6 об. % на SiO2. Определено, что параллельно с реакцией дегидратации этанола имеет место его дегидрирование с образованием ацетальдегида, но с меньшей селективностью по сравнению с дегидратацией. Установлено, что на Al2O3, обладающего меньшей кислотностью в сравнении с SiO2, происходит деформация ацетальдегида с образованием бутанола.
Литература
2 Rass-Hansen. J, Falsig H, Jоrgensen B, et al (2007) JCTB 82:329-333. Crossref
3 Dossumov K, Ergazieva GE, Ermagambet BT, et al (2020) Chem Pap 74:373-388. Crossref
4 Skinner MJ, Michor EL, Fan W, et al (2011) ChemSusChem 4:1151-1156. Crossref
5 Tu YJ, Chen YW (1998) Ind Eng Chem Res 37:2618-2622. Crossref
6 Tu YJ, Chen YW (2001) Ind Eng Chem Res 40:5889-5893. Crossref
7 Wang QN, Shi L, Lu AH (2015) ChemCatChem 7:2846-2852. Crossref
8 Li MY, Lu WD, He L, Schüth F, Lu AH (2018) ChemCatChem 11:481-487. Crossref
9 Wang QN, Shi L, Li W, Li WC, Si R, Schüth F, Lu AH (2018) Catal Sci Technol 8:472-479. Crossref
10 Sethuraman R, Bakshi NN, Katikaneni SP, Idem RO (2001) Fuel Process Technol 73:197-222. Crossref
11 Klinthongchai Y, Prichanont S, Praserthdam P, Jongsomjit B (2020) J Environ Chem Eng 8 (3):103752. Crossref
12 Sharipov VI, Beregovsova NG, Baryshnikova SV (2013) Journal of Siberian Federal University. Chemistry 4:344-351 (In Russian)
13 Hidalgo JM, Tisler Z, Kubicka D, Raabova K, Bulanek R (2016) J Molecular Catal A: Chem 420:178-189. Crossref
14 Gines MJL, Iglesia E (1998) J Catal 176 (1):155-172. Crossref
15 Cosimo JI, Dıez VK, Xu M, Iglesia E, Apesteguıa CR (1998) J Catal 178 (2):499-510. Crossref
16 Batista MS, Santos RKS, Assaf EM, Assaf JM, Ticianelli EA J Power Sources 124:99-103. Crossref
17 Kaddouri A, Mazzocchia C (2004) Catal Commun 5:339-345. Crossref
18 Pampararo G, Garbarino G, et al (2020) Appl Catal A-Gen 602:117710. Crossref
19 Zhang H, Hui-RuTan, et al (2020) J Catal 389:19-28. Crossref
20 Sushkevich VL, Ivanova II, et al (2013) ChemCatChem 5:2367-2373. Crossref
21 Berteau P, Delmon B. (1989) Catal Today 5:121-137. Crossref
22 Marcu IC, Tichit D (2009) Catal Today 147:231-238. Crossref
23 Kamyar N, Khani Y, Amini MM, Bahadoran F, Safari N (2020) Int J Hydrog Energy 45:21341-21353. Crossref
24 De Wilde JF, Czopinski CJ, Bhan A (2014) ACS Catalysis 4 (12):4425-4433. Crossref
25 Ling Chong S, Chee S.J, Cheng CK (2017) MJAS 21:839-848. Crossref
26 Finger P. H, Osmari TA, et al Appl Catal A-Gen 117236. Crossref
27 Shan J, Janvelyan N, et al (2017) Appl Catal B:541-550. Crossref
28 Beregovsova NG, Sharipova VI (2014) J Sib Fed Univ Chem 7:242-251. (In Russian)
29 Husnitdinov IW, Ahmetzyanov АМ, et al (2009) ChemchemTech 52:119-122. (In Russian)
30 Ozbay N, Oktar N (2009) J Chem Eng Data 54:3208-3214. Crossref
31 Wojciech Piotrowski, Robert Kubica (2021) Process 9:1425. Crossref
32 Wang D, Han Z. Production Method of Ethyl Acetate by Means of Condensation of Acetaldehyde. CN. Patent CN1245794A, 21 August 1998.
33 A Feasibility Study Analysing Various Process Routes of the Production of Ethyl Acetate. Available online: URL (accessed on 20 July 2021)
34 Wu R, Sun K, Chen Y, et al (2021) Surf Sci 703:121742. Crossref
35 Sun ZhН, Vasconcelos AС, Bottari G, et al (2016) ACS Sustain Chem Eng 5:1738-1746. Crossref
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и передают журналу право первой публикации вместе с работой, одновременно лицензируя ее на условиях Creative Commons Attribution License (CC BY-NC-ND 4.0), которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным указанием авторства данной работы и ссылкой на оригинальную публикацию в этом журнале.