СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:
Переверзев В.Н.Коробейникова Н. М., Баскова Л. А. Подвижные соединения фосфора и калия в новообразованных почвах на рекультивированных отвалах апатитовой промышленности// Агрохимия. № 8. 2009. С. 44-48.
Сушеница Б. А. Роль карбоновых кислот в мобилизации фосфора из труднорастворимых соединений почвы.// Агрохимия - № 7. 2009. С. 5-10.
Лапа В.В., Босак В.Н. Влияние длительного применение удобрений на продуктивность севооборота и плодородие дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы.// Агрохимия 2006. № 10. C. 15-18.
Натыченков В.В., Кособрюхов А.А. Кремниевые удобрения как фактор повышения засухоустойчивости растений. // Агрохимия. - 2007. - №5. - С. 63-67.
АРОМАТТЫҚ КӨМІРСУТЕКТЕРДІ ГИДРЛЕУ ҮШІН ФЕРРОСПЛАВТАРМЕН МОДИФИЦИРЛЕНГЕН ҚАҢҚАЛЫ КАТАЛИЗАТОРЛАРДЫ ЗЕРТТЕУ
Ташкараев Р.А.,магистр оқытушы, Орманова А.Б.,магистрантАхылбекова Г.
Қазақстан инженерлі-педагогикалық Халықтар достығы университеті. Шымкент қаласы, Қазақстан Республикасы
Summary
In the article, nickel catalysts for the hydrogenation of aromatic compounds.
Резюме
В статье рассматриваются никелевые катализаторы гидрогенизации ароматических соединений.
Кілттік сөздер: ферромолибденмаргенец, ферромарганец, ферротитанмолибден, ферромолибден
Ароматты көмірсутектер, әсіресе полициклдық қосылыстар, ішкі жану двигателінде көміртек қалдықтарының түзілуіне әсері мол. Бұл шығарылатын газдарда көмір қышқыл газының көбеюіне алып келеді. Ароматты көмірсутектердің құрамын төмендету мәселесі көптеген әдістермен шешіледі. Олардың ішінде адсорбциямен және экстрациялық бөліп алу, сондай-ақ басқа да зиянсыз заттарға айналдыру арқылы іске асырылады. Жағармайдың, жеке алғанда бензиннің қолданылу қасиеттерін жақсартатын ең тиімді әдістер-дің бірі - оны деароматизациялау, оның қатысында ароматты көмірсутектерді сутектендіру жүреді.
Жұмыстың мақсаты модифицирленген никель катализаторларын синтездеудің әдістері мен технологиясын жасау және оны ғылыми тұрғыдан негіздеу. Ферроқұймалы катализаторлардың физика-химиялық сипаттамалары мен қолданылатын қоспалар табиғаты арасындағы байланысты табу. Ферроқұймалармен промотрленген никель катализаторлары қатысында бензол мен толуолдан циклогексан мен метилциклогександы синтездеу әдістері мен технологиясын жасау.
Қаңқалы никель – ең көп қолданылатын катализаторлардың бірі, өйткені, ол барлық алу әдістерінде белсенділік дәрежесін көрсететін ерекшеліктерін сақтайды. Металдарды балқыту оның құрамын және жоғарғы беттің құрылымен қалыптастыруға көмектеседі.
Никель VIII топ металдарының ішінде белсенді катализаторлардың бірі болады. Оның каталиттік белсенділігіне ұнтақтың дисперстілігіне, тазалығына және оны алу әдістеріне байланысты. Никельдің каталитикалық қасиеті 1823 жылдары белгілі болған. Химиктердің жүздеген жылдар бойы жүйелі зерттеулерінің нәтижесінде оның каталитикалық қасиеттері жан-жақты анықталған. Катализаторлар дайындаудағы әлемдегі өндірісте никельдің меншікті үлесі 10% құрамы қолданылады.
Құймалар жоғары жиіліктегі ОКБ-8020 маркалы балқытқыш пешінде технологиясы бойынша дайындалды. Кварцты тигельге есептелген мөлшерде алюминий құйма түрінде орналастырады және біртіндеп 1000 - 11000С дейін қыздырады, содан кейін есептелген мөлшерде никель катализаторларын металл ферроқұйма қосымшаларымен кесінділер немесе ұнтақ түрінде енгізеді. Экзо-термиялық реакция нәтижесінде балқу температурасы 1700-18000С дейін көте-ріледі, индукционды аймақта араластыру 3-5 минутқа дейін созылады. Графитті қалыптарда құймаларды ауада суытады және 0,25мм дәніне дейін майдалайды. Құймалардың активациясын келесідей түрде жүргізеді: 1,0г құйманы 40 см3 көлемде алынған 20% сулы күйдіргіш натрий ерітіндісімен 1 сағат бойы қай-нап тұрған су моншасына қойып сілтілейді, содан кейін катализаторды сілтіден фенолфталеинмен бейтараптану реакциясына дейін жуады. Осындай түрде алынған катализаторларды бензол мен толуолды гидрлеу және физика-химиялық зерттеу-лер үшін қолдандық.
Анықталған детектор сезімталдылығының мәндері бензол мен толуол бойынша -3,5·10-2%, циклогексан мен метилциклогексан бойынша –6,8·10-2%, метилциклогексен бойынша -4,6·10-2% құрайды. Прибордың пропан бойынша сезімталдылығының техникалық сипаттамалары -2·10-2% (1-сурет).
1
1-циклогексан мен метилциклогексан, 2-метилциклогексен, 3-бензол мен толуол, циклогексан мен метилциклогексан - 0,094;(36,70), метилциклогексен-0б0864г(3,98%); бензол мен толуол-0,10646г.(30,82%.
Сурет 1 - Қатты қондырғыш - рисорб., сұйық фаза- полиэтилен-гликольадипинат ПЭГЛ
Зерттелетін катализаторлардың каталитикалық белсенділігін негізінен хроматография көрсеткіштері бойынша салыстырады және бензол мен толуолды гидрлеудегі өнімдерді кезеңдер бойынша жүргізілген талдаулардың хроматографиясы 2 суретте көрсетілген.
I, 2, 3, 4, 5, 6, 7 – циклогексан мен метилциклогексан
1`, 2`, 3`, 4`, 5`, 6`, 7`- бензол мен толуол
Сурет 2 - 160 және 4 МПа кезінде Ni:Al=50:50 катализаторында бензол мен толуолды гирлеу реакциясының уақыт бойынша катализатор құрамының өзгеруі
Бензол мен толуолдың сипаттамасы: ЧДА (сараптама үшін таза ) маркалы бензол мен толуол д20=-1,5020\ 0,002, Тқайнау=77,60C, ТКРИСТ,=5.450C, Менш. салмағы=0.8790,
Құрамындағы тиофен-0.0001%.
Бензол мен толуол, метилциклогексен, циклогексан мен метилциклогексан жасанды қоспасының хроматограммасы.
Бастапқы құймалар және катализаторлардың химиялық құрамына талдау локальды рентгенспектральды талдау әдісімен жасалды. Нәтижелер 9-кестеде келтірілген. Одан көрінетіні, құймалардың химиялық құрамы шихталық құрамға сәйкес келеді және бақылаудағы айырмашылықтар өлшеу қателігінің шегінде болды. Модифицирленген катализаторларда алюминий құрамы қосымшасыз қаңқалы никельге (50% Al) қарағанда, 2,3-3,2 есе жоғары болады. Бұл белгісіз құрамдағы Фх қосылысының коррозияға жоғарғы тұрақтылығымен байланысты.
Кесте 1 – Катализаторлар мен бастапқы құймалардың химиялық құрамының рентгеноспектральды микроанализінің нәтижелері
Құрамы
|
Үлгі
|
Компонент құрамы, % масс.
|
Ni
|
Al
|
Me
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
Ni–Al
|
шихта
құйма
катализатор
|
50,1
49,2
97,3
|
50,1
51,2
3,1
|
-
-
-
|
Ni–Al–ФTiMn
|
шихта
құйма
катализатор
|
45,1
43,7
83,5
|
50,1
51,9
7,4
|
5,1
5,1
9,8
|
Ni–Al– ФMoMn
|
шихта
құйма
катализатор
|
45,1
44,6
80,4
|
50,1
50,9
10,4
|
5,1
5,1
9,9
|
Ni–Al–ФМn
|
шихта
құйма
катализатор
|
45,1
44,6
81,5
|
50,1
50,9
8,9
|
5,1
5,1
10,3
|
Рентгенографикалық және рентгеноспектральды зерттеулер нәтижелері көрсеткендей, катализаторларда модифицирлеуші металдар бос күйде емес, еріген күйде кездеседі.
Барлық катализаторларда R=0-2мкм бөлшектері басым, олардың концентрациясы 77-87% жетеді. Құймаларда қосымшалар мөлшері 3-тен 9% дейін өскенде катализаторларда аталған бөлшектер концентрациясы легир-леуші металдардың табиғатына байланысты 87-77% аралығында төмендейді. Бұдан басқа, модифицирлеуші қосымшалар, сондай-ақ R=2-4 мкм бөлшектер концентрациясын жоғарылатады. Оптикалық микроскопияның нәтижелері көрсеткендей, барлық зерттелінетін қаңқалы никель катализаторлары Rмакс = 1-5 мкм бөлшектерімен 90-99 % қанықтырылған.
Rмакс<1 мкм бөлшектерді орналастыру мәліметтерін, сондай-ақ электронды–микроскопиялық зерттеулер көмегімен алуға болады. 10- кестеден көрінетіні (соңғы баған) промотрленген никельді катализаторлар бөлшектерінің орташа жоғары бетінің өлшемі (d3) 0,38-0,49 мкм аралығында ауытқиды, бұл қосымшасыз қаңқалы никельге (50%Al) қарағанда 1,6-4,0 есе жоғары.
Осылайша, гранулометриялық құрамын зерттеу нәтижелері қаңқалы никель катализаторларының бөлшектермен қанығуы Rмакс = 1 мкм мен Т3< 1 сәйкес келетінін дәлелдейді. Модифицирлеуші металдар 0-6 мкм өлшемді бөлшектер үлесін жоғарылатады.
Зерттеу нәтижесінде бірінші рет ферроқұймалы никельді жанамалардың физика-химиялық, құрылымдық және адсорбциялық сипаттамалары жүйелі зерттелген. Циклогексан мен метилциклогександы ФМn стационарлық катализа-тор қатысында алудың оңтайлы жағдайлары (температурасы 140-160оС және сутегі қысымы 4-6МПа) анықталды.
Достарыңызбен бөлісу: |
