Этилен из метана
Химическая переработка метана. Физико-химические характеристики синтезированных материалов. Установка для проведения окислительной конденсации метана. Сравнение каталитических свойств Li–W–Mn–SiO2 катализаторов в окислительной конденсации метана.
Рубрика | Химия |
Вид | дипломная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 11.12.2019 |
Размер файла | 2,0 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
б. Молекулярная формула вольфрамата металла определена методом РФА.
в. Условия реакции: T = 800 °C, CH4:O2 = 3.2:1, объёмная скорость подачи сырья 25400 мл·г-1·час-1, масса катализатора 0.2 г, время испытания 5 часов
Исследовательской группой Софранко [36] было установлено, что введение ионов щелочных и щелочноземельных металлов в состав Mn/SiO2 катализатора улучшает его каталитические свойства в ОКМ. В связи с этим было сделано предположение о том, что ионы Na+ способствуют увеличению валентности поверхностных соединений марганца, повышая селективность катализатора.
Исследование свежеприготовленных Me-W-Mn/SiO2 катализаторов [18] и катализаторов после реакции показало, что удельная поверхность Li-, Na-, K-, Ba-, и Ca-содержащих катализаторов заметно снизилась по сравнению с удельной поверхностью катализаторов, промотированных ионами Fe, Co, Ni и Al. Изменение удельной поверхности может быть связано с влиянием химической природы промоторов на переход аморфного SiO2 в б-кристобалит или с образованием силикатов, так как кристаллический б-кристобалит и силикаты щелочных и щелочноземельных металлов являются материалами с низкой удельной поверхностью [18].
Исследование состава поверхности свежих катализаторов и катализаторов, проработавших 5 часов в ОКМ, выявило увеличение поверхностной концентрации Mn в составе всех исследованных катализаторов [18]. Также в составе исследованных катализаторов наблюдалась миграция ионов Li, Na, K и Ba из объёма катализатора к его поверхности и обратная миграция ионов Ca, Fe, Co, Al и Ni в объём катализатора.
Исследование поверхности свежеприготовленных образцов Na-Mn-W/SiO2 и K-Mn-W/SiO2 катализаторов выявило наличие оксида марганца и тетраэдров WO4, в то время как октаэдры WO6 на поверхности данных катализаторов отсутствуют [18]. При этом в ходе каталитического эксперимента в течение 5 часов изменения поверхностной структуры натриевого и калиевого катализаторов не наблюдалось.
На поверхности свежеприготовленного Li-W-Mn/SiO2 катализатора обнаружены тетраэдрический WO4, октаэдрический WO6 и кварц, а оксид марганца не выявлен. После испытания в ОКМ в течение 5 часов содержание тетраэдрического WO4 на поверхности литиевого катализатора сильно уменьшилось, в то время как содержание октаэдрического WO6 значительно возросло, что сопровождалось снижением конверсии CH4 и селективности по C2H4. Данный результат указывает на важность присутствия тетраэдрического WO4 в составе Me-Mn-W/SiO2 катализатора для обеспечения конверсии CH4 и селективного образования C2H4. Аналогичный эффект наблюдался на катализаторе Ba-W-Mn/SiO2 (таблица 1.2.2.1.3, строки 7 и 8) [18].
В составе Al (Ca,Fe,Co,Ni)-W-Mn/SiO2 и 3.1%W-2%Mn/SiO2 катализаторов выявлено наличие только октаэдров WO6, что соотносится с пониженной конверсией CH4 и селективностью образования продуктов C2 по сравнению с Na- и K-промотированными катализаторами.
Таким образом, тетраэдрические группы WO4 являются важным компонентом, необходимым для формирования эффективного Me-W-Mn/SiO2 катализатора ОКМ. Авторы [18] отмечают, что тетраэдрический WO4 устойчив в составе Na(K)-W-Mn/SiO2 катализаторов, в которых SiO2 находится в форме б-кристобалита, тогда как в составе Li (Ba)-W-Mn/SiO2 катализаторов, в которых SiO2 аморфный или закристаллизован в форме кварца, тетраэдрический WO4 нестабилен.
Исследование Na (K)-W-Mn/SiO2 катализаторов после испытания в ОКМ в течение 5 часов методом ИК-Фурье спектроскопии показало, что тетраэдрический WO4 стабилен в присутствии б-кристобалита [18].
Аналогичное исследование Li-W-Mn/SiO2 катализатора до и после реакции показало, что тетраэдрический WO4 слабо взаимодействует с кварцем, вследствие чего тетраэдрический WO4 в этой системе нестабилен. Результаты исследования свежего Ba-W-Mn/SiO2 катализатора указывают на сильное взаимодействие вольфрама, оксида марганца и аморфного SiO2. Однако в ходе ОКМ сила этого взаимодействия изменяется.
Результаты исследования свежих Al(Ca,Fe,Co,Ni)-W-Mn/SiO2 катализаторов методом ИК-спектроскопии позволяют предположить, что в их составе присутствует октаэдрический WO6, который слабо взаимодействует с аморфным SiO2. В условиях ОКМ октаэдрический WO6, присутствующий в составе катализатора вместе с аморфным SiO2, является нестабильным.
Важная роль тетраэдров WO4 в достижении высокой конверсии CH4 и селективности по C2 в ОКМ может заключаться в том, что тетраэдрический WO4 обладает подходящей геометрической структурой и энергетическими характеристиками для активации молекул метана в условиях ОКМ.
В соответствии с гомогенно-гетерогенным механизмом ОКМ отщепление атома водорода от молекулы метана происходит при взаимодействии метана с поверхностью катализатора с образованием необходимого переходного состояния. Согласно принципу минимальной энергии системы, молекула CH4 и поверхностные активные центры катализатора должны обладать подходящими энергетическими и геометрическими характеристиками. Длина связи W-O в Na-W-Mn/SiO2 катализаторе составляет 1.77 Е [19], а длина связи C-H в молекуле CH4 равна 1.106 Е [64]. При взаимодействии CH4 с WO4 или WO6 атомы водорода молекулы CH4 взаимодействуют с атомами O, а атомы углерода взаимодействуют с атомами W. Модели взаимодействия WO4 и WO6 с метаном с низкой энергией системы представлены на рисунке 1.2.2.1.1.
Рисунок 1.2.2.1.1 Схема модели переходного комплекса CH4 с тетраэдрами WO4 (A) и октаэдрами WO6 (Б) [18]
Атомы водорода Ha и Hb молекулы CH4 взаимодействуют с различными атомами кислорода Oa и Ob в WO4 или WO6. Расчетные параметры структуры моделей представлены в таблице 1.2.2.1.4.
Таблица 1.2.2.1.4
Структурные параметры модели переходного комплекса тетраэдрического WO4 и октаэдрического WO6 с тетраэдрической молекулой CH4
Координация вольфрама |
Длина связи, Е |
Угол связи, град |
||||
W-O,[19] |
C-H, [64] |
W···C, [19] |
Ha···Oa···Hb, [19] |
Oa···Hb···Ob, [19] |
||
тетраэдрический WO4 |
1.770 |
1.106 |
0.959 |
138 |
137 |
|
октаэдрический WO6 |
1.770 |
1.106 |
1.391 |
128 |
151 |
Расчетная длина связи W···C между атомом W тетраэдра WO4 и атомом C молекулы CH4 (0.959 Е) меньше, чем длина связи между атомом W октаэдра WO6 и атомом C в молекуле CH4 (1.391 Е). Также на рисунке 1.2.2.1.1, A угол связи Ha-Oa-Hb (138є) практически равен углу связи Oa-Hb-Ob (137є). Однако, в переходном состоянии, сформированном WO6 и CH4(рисунок 1.2.2.1.1, B), углы связей Ha-Oa-Hb (128є) и Oa-Hb-Ob (151є) значительно различаются, свидетельствуя об их напряженности в составе переходного комплекса. Следовательно, данный переходный комплекс характеризуется более высокой энергией.
Таким образом, переходное состояние WO4, взаимодействующего с CH4, представляется более устойчивым по сравнению с переходным состоянием WO6 и CH4. Чем больше тетраэдров WO4 присутствует в катализаторе, тем более высокую активность и селективность в ОКМ можно от него ожидать. Этим можно объяснить тот факт, что Na-W-Mn/SiO2 катализатор обладают более высокой активностью и селективностью по сравнению с Ca-, Fe-, Ni-, Co-, и Al-модифицированными каталитическими системами.
В работе [16] исследовано влияние количества марганца в составе Na-W-Mn/SiO2 катализатора на его каталитические свойства в ОКМ. В таблице 1.2.2.1.5 представлены результаты исследования каталитических свойств 0.8%Na-3.1%W-z%Mn/SiO2 (z = 0 - 24 %) катализаторов с различным содержанием марганца.
Видно, что не содержащий марганец 0.8%Na-3.1%W/SiO2 катализатор, показал низкие значения конверсии CH4 и селективности образования C2H4, но высокую селективность образования C2H6, CO и CO2 (таблица 1.2.2.1.5, строка 1). Введение в состав катализатора 0.5 % масс Mn приводит к значительному повышению конверсии метана и селективности образования этилена. Na-W-Mn/SiO2 катализаторы, содержащие в своем составе 1 и 2 % масс Mn показали самые высокие значения конверсии CH4 и селективности образования C2 (таблица 1.2.2.1.5, строки 3 и 4). Однако при содержании Mn в составе катализатора более 3 % масс конверсия CH4 и селективность образования C2Н4 снижаются, причем прекращается и образование CO, вместо которого образуется только CO2. Данные результаты свидетельствуют о важном влиянии концентрации Mn в составе Na-W-Mn/SiO2 катализатора на его каталитические свойства в ОКМ.
Таблица 1.2.2.1.5
Результаты ОКМ в присутствии 0.8%Na-3.1%W-Mn/SiO2 (массовые проценты), катализаторов, содержащих в своем составе различное количество Mn * [16]
Катализатор |
КонверсияCH4, % |
Селективность, % |
Выход, % |
|||||
C2H4 |
C2H6 |
CO |
CO2 |
C2+ |
COx |
|||
0.8%Na-3.1%W/SiO2 |
8.8 |
21.8 |
32.7 |
19.3 |
26.2 |
4.8 |
4.0 |
|
0.8%Na-3.1%W-0.5%Mn/SiO2 |
27.0 |
37.0 |
26.8 |
12.6 |
23.5 |
17.2 |
9.7 |
|
0.8%Na-3.1%W-1%Mn/SiO2 |
30.2 |
39.6 |
23.8 |
14.9 |
21.8 |
19.1 |
11.1 |
|
0.8%Na-3.1%W-2%Mn/SiO2 |
29.7 |
39.3 |
23.9 |
12.9 |
23.9 |
18.8 |
10.9 |
|
0.8%Na-3.1%W-3%Mn/SiO2 |
20.1 |
31.2 |
32.8 |
14.8 |
21.1 |
12.9 |
7.2 |
|
0.8%Na-3.1%W-6%Mn/SiO2 |
14.7 |
32.3 |
42.1 |
0 |
25.7 |
10.9 |
3.8 |
|
0.8%Na-3.1%W-12%Mn/SiO2 |
13.2 |
29.5 |
41.3 |
0 |
29.2 |
9.3 |
3.9 |
|
0.8%Na-3.1%W-24%Mn/SiO2 |
13.2 |
27.4 |
39.0 |
0 |
33.6 |
8.8 |
4.4 |
* Условия реакции: T = 800 °C, CH4:O2 = 3:1, объёмная скорость 36000 час-1, масса катализатора 0.1 г.
В работе [15] представлены результаты исследования каталитических свойств в ОКМ материалов на основе SiO2, модифицированных Mn и (или) солями натрия с различными кислородсодержащими анионами: WO42-, MoO42-, SO42-, PO43-, P2O74-, CO32- и SiO32-. Результаты каталитических экспериментов представлены в таблице 1.2.2.1.6.
Таблица 1.2.2.1.6
Показатели ОКМ в присутствии различных катализаторов на основе SiO2 а[15]
Катализатор |
КонверсияCH4, % |
Селективность, % |
ВыходC2, % |
|||
C2H4+C2H6 |
C2H4 |
COx |
||||
Mn/SiO2 |
20.6 |
28.0 |
15.0 |
72.0 |
5.8 |
|
Na2WO4-Mn/SiO2 |
35.5 |
54.0 |
41.0 |
42.8 |
19.2 |
|
Na2MoO4-Mn/SiO2 |
30.7 |
45.7 |
31.0 |
52.8 |
14.0 |
|
Na2SO4-Mn/SiO2 |
35.7 |
56.4 |
41.1 |
42.4 |
20.1 |
|
Na3PO4-Mn/SiO2 |
31.0 |
50.5 |
38.6 |
48.7 |
15.7 |
|
Na4P2O7-Mn/SiO2 |
33.5 |
52.5 |
36.9 |
47.2 |
17.6 |
|
Na2CO3-Mn/SiO2 |
8.9 |
49.6 |
19.0 |
50.3 |
4.4 |
|
Na2SiO3-Mn/SiO2 |
9.4 |
44.9 |
21.7 |
55.2 |
4.2 |
|
Na2WO4/SiO2 |
15.2 |
62.4 |
33.0 |
33.3 |
9.5 |
|
Na2MoO4/SiO2 |
14.0 |
59.3 |
21.5 |
38.7 |
8.3 |
|
Na2SO4/SiO2 |
4.0 |
44.4 |
6.3 |
54.9 |
1.8 |
|
Na3PO4/SiO2 |
5.0 |
39.5 |
6.5 |
58.5 |
2.0 |
|
Na4P2O7/SiO2 |
5.1 |
34.3 |
13.3 |
65.0 |
1.7 |
|
Na2CO3/SiO2 |
3.2 |
- |
- |
- |
- |
|
Na2SiO3/SiO2 |
3.1 |
- |
- |
- |
- |
|
Mn-SO4/SiO2 б |
20.9 |
29.7 |
17.7 |
68.6 |
6.2 |
а. T = 800 °C, CH4:O2:N2 = 2.5:1:2.5, объёмная скорость подачи газа = 33000 мл·гкат.-1·час-1, масса катализатора 0.2 г.
б. SO42- анион введен с использованием (NH4)2SO4 в качестве прекурсора.
Mn/SiO2 катализатор активен в ОКМ (конверсия метана 20.6 %), но селективность образования углеводородов C2 не превышает 28 %. Селективность же образования COx достигает 72 %. Катализатор, содержащий Na2WO4, значительно более активен в ОКМ, обеспечивая 35.5 % конверсию CH4, 54 % селективность образования углеводородов C2 и 15 - 41 % селективность по этилену. Катализатор, содержащий Na2MoO4, показал 30.7 % конверсию CH4, 45.7 % селективность образования C2, что превышает показатели Mn/SiO2 катализатора, но они ниже соответствующих показателей Na2WO4-Mn/SiO2 катализатора. При введении Na2SO4 в состав Mn/SiO2 катализатора наблюдается заметное увеличение конверсии CH4 и селективности образования C2. Катализатор Na2SO4-Mn/SiO2 показал 35.7 % конверсию CH4 и 56.4 % селективность по продуктам C2, что выше по сравнению с Na2WO4-Mn/SiO2 катализатором. Схожий промотирующий эффект наблюдается при введении в состав катализатора анионов PO43- и P2O74-. Конверсия CH4 и селективность C2 при этом возрастает до 31 % и 50.5 % на Na3PO4-Mn/SiO2 катализаторе, 33.5 % и 52.5 % на Na4P2O7-Mn/SiO2 катализаторе. Результаты [15] показывают, что неметалл содержащие кислородсодержащие анионы усиливают действие Mn/SiO2 катализатора в ОКМ, так же как и анионы WO42-. Добавка Na2CO3 и Na2SiO3 к Mn/SiO2 вызвала заметное снижение активности катализатора в ОКМ. Конверсия CH4 на двух катализаторах была примерно на 10 % ниже, чем на Mn/SiO2. Это означает, что карбонатный и силикатный анионы не являются подходящими добавками к Mn/SiO2 катализатору. Также наблюдалось негативное влияние Na2CO3 на активность Na2WO4-Mn/SiO2 катализатора при промотировании[61].
Для объяснения модифицирующей роли анионов натриевых солей в составе вышеописанных катализаторов авторы [15] исследовали образцы, состоящие из SiO2 с нанесенными натриевыми солями, и сравнили их каталитические свойства в ОКМ. Катализаторы Na2WO4/SiO2 и Na2MoO4/SiO2 соответственно показали селективность по C2 62.4 % и 59.3 % при конверсию метана 15.2 % и 14.0 %. В отличие от металл-кислородсодержащих анионов, нанесенные на SiO2, натриевые соли, в состав кислородсодержащих анионов которых не входят металлы - SO42-, PO43- и P2O74-, показали очень низкую активность в ОКМ: конверсия CH4 составила порядка 5 %. При этом образцы, содержащие анионы CO32- и SiO32-, почти неактивны в ОКМ.
В составе Mn/SiO2 катализатора выявлено наличие аморфного SiO2[17] и Mn3O4[365]. В составе Na/SiO2 материала SiO2 существует только в виде кристаллической фазы б-кристобалита. В Na2WO4-Mn/SiO2 катализаторе присутствуют б-кристобалит и Mn2O3[16]. Аналогично, фазы б-кристобалита и Mn2O3 присутствуют в составе катализаторов, содержащих натриевые соли с анионами MoO42-, SO42-, PO43- и P2O74-. Но в составе Na4P2O7-Mn/SiO2 катализатора преимущественно выявлена фаза Na3PO4, а не Na4P2O7, что указывает на разложение Na4P2O7 до Na3PO4 в ходе приготовления катализатора. В катализаторах, приготовленных с использованием Na2CO3 и Na2SiO3, присутствует только б-кристобалит и не обнаружены фазы Mn2O3, Na2CO3 и Na2SiO3.
Исследования [15] также показали, введение натриевых солей в состав Mn/SiO2 катализатора (Na2WO4-Mn/SiO2 и Na2SO4-Mn/SiO2) вне зависимости от природы аниона приводит к кристаллизации аморфного SiO2 в форме б-кристобалита, что, в свою очередь, повышает селективность образования этилена в 2 - 3 раза, тогда как селективность образования этана остается неизменной. Также при промотировании Mn/SiO2 солями натрия в зависимости от природы кислородсодержащих анионов происходит переход Mn3O4 в Mn2O3 или Mn4+. При использовании натриевых солей, содержащих кислотные анионы WO42-, MoO42-, SO42-, PO43- и P2O74-, в составе катализаторов преимущественно образуется Mn2O3, а получившиеся катализаторы характеризуются улучшенным каталитическим действием в ОКМ по сравнению с Mn/SiO2. Натриевые соли, содержащие в своем составе анионы CO32- и SiO32- способствуют образованию Mn4+ на поверхности соответствующих катализаторов, обладающих низкой активностью в ОКМ. Эти данные показывают, что Mn2O3 в составе катализаторов, содержащих анионы WO42-, MoO42-, SO42-, PO43- и P2O74- может выступать в качестве активного центра катализатора или прямо способствовать образованию активных центров ОКМ.
Несмотря на большое количество исследований, природа активных центров катализаторов на основе Mn до конца не ясна. Например, авторы [36] наблюдали исчезновение Mn3O4 в составе Mn/SiO2 катализатора при промотировании его ионами натрия и отнесли это на счет взаимодействия марганца с натрием. Авторы [61] предположили важность наличия Na-O-Mn групп в составе нанесенного Na2WO4-Mn катализатора, тогда как авторы работ [18,57] подчеркивают важную роль W-содержащих центров и тетраэдров WO4 в процессе активации метана. При исследовании схожих катализаторов авторы [19] уделяют особое внимание взаимодействию между октаэдрическими MnO6 и тетраэдрическими WO4 группами. В работе [15] указано на связь между образованием активных центров и фазой Mn2O3 в составе катализаторов.
Из работы [15] видно, что натриевые соли с различными кислородсодержащими анионами, заметно отличаются составом активных центров и результативностью в ОКМ. Однако в литературе этому аспекту уделено мало внимания. Группой Ли подробно изучена только роль аниона WO42- в составе Na2WO4-Mn/SiO2 катализатора [16, 18, 57] и сделан вывод о функционировании WO42- в качестве активного центра ОКМ [16, 57]. Группа Лансфорда предположила, что анион WO42- повышает стабильность катализатора, активными центрами которого являются Mn-O-Si[61]. Это согласуется с данными [15], согласно которым, хотя вольфрамат натрия Na2WO4 после нанесения на SiO2 и активен в ОКМ, но в стабильном катализаторе Na2WO4-Mn/SiO2 после продолжительного участия в ОКМ практически отсутствуютW-содержащие центры [19]. Такой результат ставит под сомнение ключевую роль WO42- как активного центра ОКМ [19], хотя не исключает ее полностью.
Обобщение результатов работы [15] показывает, что различия в катализе ОКМ обусловлены не разной активностью кислородсодержащих анионов, а различными формами существования Mn в составе катализаторов, определяемыми природой анионов. Для формирования эффективного катализатора ОКМ предпочтительно присутствие в его составе Mn2O3, а не Mn3O4 или Mn4+[15]. В дальнейшем на примере Mn-SO4/SiO2 катализатора было замечено, что анионы в отсутствие Na+ не улучшают действие катализаторов на основе Mn/SiO2. Активность и селективность образования C2 на не промотированном катионами Na+ катализаторе Mn-SO4/SiO2, примерно такие же, как на Mn/SiO2, но уступают результатам Na2SO4-Mn/SiO2 катализатора. Похожее явление наблюдалось и для системы Na2WO4-Mn/SiO2[17]. Это свидетельствует о том, что сосуществование ионов натрия и кислородсодержащих анионов способствует промотированию катализатора ОКМ.
В работе [14] сопоставлена селективность образования продуктов C2 в ОКМ на Na2WO4-MeOx/SiO2 (Me = V, Cr, Mn, Fe, Co, Zn) катализаторах с их морфологией, структурными и окислительно-восстановительными свойствами.
Установлено, что конверсия метана возрастает в ряду V ~ Cr ~ Zn<Fe ~ Co<Mn, а селективность образования продуктов C2 увеличивается в ряду V~Cr<<Fe~Co~Zn<Mn. Выявлено взаимодействие между SiO2 матрицей и оксидами V и Cr, понижающее активность и селективность катализатора в ОКМ. В то же время, оксид кремния и Mn, Fe, Co и Zn взаимодействуют с вольфраматом натрия, образуя селективный катализатор ОКМ. Исследование катализаторов показало наличие взаимодействий между переходными металлами и между металлами и силикатной матрицей, обусловленных присутствием ионов натрия, а также зависящих от природы переходного металла, которая, в свою очередь, влияет на действие катализатора в ОКМ. Авторы [14] предполагают, что основная роль натрия в составе катализатора состоит в сдерживании взаимодействия между переходным металлом и вольфраматом. Данное взаимодействие усиливает окислительно-восстановительные свойства катализатора, которые связаны с природой переходных металлов и определяют селективность катализатора. РФА свежепрокаленных Na2WO4/SiO2 и Na2WO4-MeOx/SiO2 катализаторов показал, что основная фаза в их составе - б-кристобалит. На основе интенсивности главного пика б-кристобалита произведено сравнение кристалличность различных образцов [14]. Показано, что оксиды переходных металлов, такие, как оксид марганца, не влияют на кристаллизацию оксида кремния в составе катализаторов даже при увеличении времени прокаливания катализатора, что свидетельствует об отсутствии взаимодействия между оксидом переходного металла и силикатной матрицей катализатора в отсутствии вольфрамата натрия. Различные оксиды переходных металлов - компоненты катализаторов влияют на формирование различных фаз Na2WO4-MOx/SiO2 катализаторов. Образование фаз б-кристобалита и Na2WO4 почти одинаковой кристалличности, определенной по интенсивности пиков, наблюдаются в составе катализаторов, содержащих оксиды таких переходных металлов как Mn, Fe, Co и Zn[14]. Меньшая кристалличность фазы Na2WO4 наблюдается в составе катализаторов, содержащих оксиды таких переходных металлов как V и Cr. Взаимодействия металл - металл и металл - силикатная матрица, ответственные за образование активного и селективного катализатора, возникают в ходе спекания и кристаллизации катализаторов в присутствии вольфрамата натрия и оксида переходного металла. Оксиды V и Cr подавляют кристаллизацию фазы вольфрамата. Это свидетельствует о различном влиянии оксидов переходных металлов на взаимодействие металл - металл, вольфрамат - силикатная матрица и металл - силикатная матрица. Эти взаимодействия влияют на свойства матрицы катализатора, морфологию его поверхности и окислительно-восстановительные свойства.
При проведении ОКМ на Na2WO4/SiO2 и Na2WO4-MeOx/SiO2 (Me = V, Cr, Mn, Fe, Co и Zn) катализаторах [14] наблюдается низкая конверсия метана на катализаторах, содержащих оксиды V, Cr и Zn (10, 10 и 9 % моль соответственно). Однако более низкая селективность образования C2 в сравнении с катализаторами, содержащими оксид Zn(63 %), наблюдается на катализаторах, содержащих оксиды V и Cr (12 % и 24 % соответственно). Хотя на катализаторах, содержащих оксиды Co и Zn, наблюдается схожая селективность (63 % и 60 % соответственно), конверсия метана на катализаторе, содержащим оксид Co выше, чем на катализаторе, содержащем оксид Zn (16 и 9 % моль соответственно). [14].
В ряду Na2WO4/SiO2 и Na2WO4-MOx/SiO2 (M = V, Cr, Mn, Fe, Co или Zn) содержащий оксид марганца Na2WO4-MnOx/SiO2 катализатор обладает наилучшими каталитическими свойствами в ОКМ. Взаимодействия между оксидом кремния и вольфраматом, а также оксидом переходного металла и вольфраматом, проявляющиеся при кристаллизации катализатора, являются важными параметрами, определяющими селективность катализатора. Кристаллизация катализатора сопровождается различными взаимодействиями, как между металлическими компонентами, так и взаимодействиями металл - силикатная матрица. Сильное взаимодействие между V и Cr и оксидом кремния в составе Na2WO4-VOx/SiO2 и Na2WO4-CrOx/SiO2 катализаторов ослабляет их каталитическое действие в ОКМ.
Наилучшим катализатором ОКМ является материал, содержащий оксид Mn, который умеренно взаимодействует с вольфраматом [14]. Считается, что умеренные межметаллические взаимодействия определяют окислительно-восстановительные свойства оксида марганца, вольфрамата и эффективную активацию кислорода, что в конечном счете определяет каталитические свойства Na2WO4-MnOx/SiO2 материалов. Более высокий выход углеводородов C2 на Na2WO4-MnOx/SiO2 катализаторе - 23 % (32 % конверсия метана и 70 % селективность образования продуктов C2) достигнут при использовании воздуха в качестве окислителя вместо кислорода (16 % выход C2 при 20 % конверсии метана и 80 % селективности по C2).
Авторами [1] был впервые применен новый подход - метод твердофазного синтеза - для получения оксидно-кремниевых композитных материалов общей формулы: Me-W-Mn-SiO2, (Me = Li, Na, K, Rb, Cs), являющихся высокоэффективными катализаторами ОКМ. Состав синтезированных материалов представлен в таблице 1.2.2.1.7.. Были подробно изучены физико-химические и каталитические свойства данных композитов.
Таблица 1.2.2.1.7
Новые оксидные композитные материалы - катализаторы ОКМ*
№ |
Катализатор |
Массовый состав катализаторов, % масс |
|
1 |
Li-W-Mn-SiO2 |
0.2% Li -03.2% W - 02.0% Mn - 94.6% SiO2 |
|
2 |
Na-W-Mn-SiO2 |
000.8% Na - 03.2% W - 02.0% Mn - 94.0% SiO2 |
|
3 |
K-W-Mn-SiO2 |
001.3% K - 03.2% W - 02.0% Mn - 93.5% SiO2 |
|
4 |
Rb-W-Mn-SiO2 |
002.9% Rb - 03.1% W -02.0% Mn -92.0% SiO2 |
|
5 |
Cs-W-Mn-SiO2 |
004.4% Cs -03.1% W - 01.9% Mn - 90.6% SiO2 |
|
6 |
W-Mn-SiO2 |
003.2% W - 02.0% Mn - 94.8% SiO2 |
|
7 |
Li-W-Mn-SiO2 |
4.4% Li -58.3% W -37.3% Mn- 00.0% SiO2 |
*Мольное соотношение Me:W:Mn:Si = 2:1:2.14:91
Удельная поверхность Me-W-Mn-SiO2 катализаторов, приготовленных твердофазным методом, не превышала 1 м2•г-1, что типично для керамических материалов.
Фазовый состав этих материалов, допированных щелочными металлами, по данным РФА (таблица 1.2.2.1.8.) преимущественно представлен кристаллическим SiO2, существующим в двух полиморфных модификациях. В Li(Na)-W-Mn-SiO2 катализаторах SiO2 присутствует в форме кварца и кристобалита. В K(Rb,Cs)-W-Mn-SiO2 катализаторах SiO2 находится в форме кристобалита и тридимита. В композите W-Mn-SiO2, не допированном щелочным металлом, SiO2 не кристаллизовался, оставаясь аморфным. Установлено, что кристобалит является доминирующей фазой SiO2 в составе всех образцов, кроме Li-W-Mn-SiO2и W-Mn-SiO2. В ходе ОКМ кристобалит, содержащийся в свежеприготовленном Li-W-Mn-SiO2 катализаторе, в значительной мере переходит в кварц, а кристобалит в составе свежеприготовленного K-W-Mn-SiO2 катализатора частично превращается в тридимит.
Таблица 1.2.2.1.8
Фазовый состав Me-W-Mn-SiO2 катализаторов
Катализатор |
Фазовый состав |
|
Li-W-Mn-SiO2свежеприготовленный |
SiO2, кристобалит: тетрагональный P41212 (92), a=4.975?, c=6.933?; SiO2, кварц: гексагональный P3221 (154), a=4.913?, c=5.403?; Li2WO4: тетрагональный I41/amd (141); Mn3O4: тетрагональный I41/amd (141) |
|
Li-W-Mn-SiO2после реакции ОКМ |
SiO2, кристобалит: тетрагональный P41212 (92), a=4.9778?, c=6.9458?; SiO2, кварц: гексагональный P3221 (154), a=4.919?, c=5.413?; Mn2O3: кубический Ia3 (206); Li2WO4: ромбоэдрический R-3 (148) |
|
Na-W-Mn-SiO2свежеприготовленный |
SiO2, кристобалит: тетрагональный P41212 (92), a=4.974?, c=6.947?; SiO2, кварц: гексагональный C2221;Na2WO4: кубический Fd3m (227); Mn2O3: кубический Ia3 (206) |
|
K-W-Mn-SiO2свежеприготовленный |
SiO2, кристобалит: тетрагональный P41212 (92), a=4.978?, c=6.953?; SiO2, тридимит: орторомбический C2221, a=8.65?, b=4.96?, c=8.13?; K2WO4: гексагональный P-3m1 (164); KMn8O16: моноклинный I2/m (12) |
|
K-W-Mn-SiO2после реакции ОКМ |
SiO2, кристобалит: тетрагональный P41212 (92), a=4.978?, c=6.953?; SiO2, тридимит: орторомбический C2221, a=8.78?, b=4.95?, c=8.11?; K2WO4: гексагональный P-3m1 (164); KMnO4: орторомбический Pnma (62); Mn2O3: кубический Ia3 (206) |
|
Rb-W-Mn-SiO2свежеприготовленный |
SiO2, кристобалит: тетрагональный P41212 (92), a=4.973?, c=6.924?; SiO2, тридимит: орторомбический C2221, a=8.14?, b=4.96?, c=8.3?; Mn2O3: кубический Ia3 (206); Rb2WO4: орторомбический Pmcn (62) |
|
Cs-W-Mn-SiO2свежеприготовленный |
SiO2, кристобалит: тетрагональный P41212 (92), a=4.975?, c=6.997?; SiO2, тридимит: орторомбический C2221, a=8.5?, b=4.98?, c=8.12?; Mn2O3: кубический Ia3 (206); WO3: моноклинный P21/n (14); Cs2WO4: орторомбическийPmcn (62) |
|
W-Mn-SiO2свежеприготовленный |
MnWO4: моноклинный P2/c (13); Mn2O3: кубический Ia3 (206); WO3: моноклинный P21/n (14) |
В составе допированных щелочными металлами катализаторов ОКМ вольфрам присутствует в виде вольфраматов щелочных металлов, а в Cs-W-Mn-SiO2 катализаторе также в виде WO3. В составе не содержащего щелочных металлов W-Mn-SiO2 катализатора обнаружены фазы WO3, MnWO4 и Mn2O3. Mn в свежеприготовленном Li-содержащем образце находится в виде Mn3O4, тогда как в свежеприготовленных Na-, Rb- и Cs-содержащих образцах, а также Li-содержащем катализаторе после ОКМ Mn присутствует в виде Mn2O3. В составе свежеприготовленного K-W-Mn-SiO2 катализатора Mn образует KMn8O16, который в процессе катализа превращается в KMnO4 и Mn2O3.
Полученные авторами [1] результаты отличаются от аналогичных данных по фазовому составу Na- и K-содержащих катализаторов, приготовленных методом пропитки силикагеля, в которых обнаружены только фазы кристобалита, Mn2O3, Na2WO4 или K2WO4. Эти данные, а также наличие различных фаз SiO2 в синтезированных ими твердофазным методом Li(Na,K,Rb,Cs)-W-Mn-SiO2 катализаторах, указывает на влияние метода синтеза на фазовый состав контактов. Необычный фазовый состав новых катализаторов может быть связан с высокой степенью гомогенизации смеси прекурсоров в ходе твердофазного синтеза, что способствует равномерной кристаллизации SiO2 и других соединений во всем объёме материала. При использовании традиционного метода пропитки кристаллизация SiO2 и соединений активных добавок преимущественно происходит на поверхности гранул силикагеля.
Состав поверхности Me-W-Mn-SiO2 катализаторов (% моль) до и после ОКМ исследован методом РФЭС (таблица 1.2.2.1.9.). На поверхности всех образцов преобладает SiO2, концентрация Mn составляет 0.07 - 0.25 %, а W - 0.6 - 1.1 %. В ходе ОКМ наблюдается увеличение поверхностной концентрации Mn и уменьшение концентрации W, что может влиять на стабильность контакта в ОКМ. [1] В составе свежеприготовленных катализаторов поверхностная концентрация ионов щелочных металлов возрастает от 3.1 до 7.4 % при переходе от Na к Cs, а в случае Li-содержащего образца имеет аномально высокое значение - 17.5 %, которое не изменилось даже после 100 часов работы в ОКМ. В то же время, в Na-содержащем образце концентрация Na после 40 часов в ОКМ увеличилась с 3.1 до 4.6 %, а в K-содержащем образце концентрация K, наоборот, снизилась с 3.9 до 0.9 % после 35 часов ОКМ. Для Li-содержащего образца отмечено сравнительно небольшое уменьшение поверхностной концентрации W - с 0.62 до 0.47 %, тогда как в Na-содержащем образце концентрация W уменьшилась с 0.92 до 0.38 %, а в K-содержащем образце - c 0.87 до 0.03 %. Все эти данные указывают на высокую стабильность именно Li-W-Mn-SiO2 катализатора в условиях ОКМ.
Таблица 1.2.2.1.9
Состав поверхности Me-W-Mn-SiO2 катализаторов по данным РФЭС
Катализатор |
Щелочнойметалл а |
W (4f) |
Mn (2p) |
Si (2p) |
O (1s) (SiO2) |
O (1s) (MOx)б |
|||||||
Eсв,эВ в |
Спов,% мольг |
Eсв,эВ в |
Спов,% мольг |
Eсв,эВ в |
Спов,% мольг |
Eсв,эВ в |
Спов,% мольг |
Eсв,эВ в |
Спов,% мольг |
Eсв,эВ в |
Спов,% мольг |
||
Li-W-Mn-SiO2** |
50.1 |
17.5 |
35.6 |
0.62 |
640.9 |
0.11 |
103.6 |
29.3 |
532.3 |
48.5 |
530.0 |
4.0 |
|
Li-W-Mn-SiO2** |
49.0 |
17.5 |
35.6 |
0.47 |
640.3 |
0.36 |
103.3 |
28.1 |
532.1 |
46.1 |
529.7 |
7.5 |
|
Na-W-Mn-SiO2** |
1070.2 |
3.1 |
35.5 |
0.92 |
640.4 |
0.25 |
103.5 |
34.8 |
532.3 |
54.5 |
530.3 |
6.5 |
|
Na-W-Mn-SiO2** |
1070.6 |
4.6 |
35.4 |
0.38 |
640.9 |
0.59 |
103.3 |
35.2 |
532.0 |
52.7 |
529.8 |
6.6 |
|
K-W-Mn-SiO2** |
292.7 |
3.9 |
35.2 |
0.87 |
639.6 |
0.13 |
103.3 |
34.7 |
532.1 |
54.5 |
529.6 |
5.9 |
|
K-W-Mn-SiO2** |
293.0 |
0.9 |
35.8 |
0.03 |
641.0 |
0.44 |
103.6 |
36.1 |
532.4 |
56.3 |
529.8 |
6.2 |
|
Rb-W-Mn-SiO2** |
110.3 |
5.1 |
35.4 |
1.11 |
640.0 |
0.07 |
103.3 |
33.1 |
532.1 |
51.3 |
529.9 |
9.3 |
|
Cs-W-Mn-SiO2** |
724.1 |
7.4 |
35.5 |
0.81 |
639.0 |
0.12 |
103.4 |
33.4 |
532.0 |
47.2 |
529.8 |
11.1 |
|
W-Mn-SiO2** |
- |
- |
35.7 |
0.57 |
640.4 |
0.09 |
103.6 |
36.5 |
532.4 |
60.3 |
- |
- |
|
а Na (1s), K (2p), Li (1s), Cs (3d), Rb (3d) бMOx - оксиды металлов, кроме SiO2 вEсв - энергия связи, эВ |
гCпов - поверхностная концентрация, % моль * Катализатор до реакции ОКМ ** Катализатор после реакции ОКМ |
Морфология Li-W-Mn-SiO2катализатора и состав поверхности до и после использования в ОКМ по данным растровой электронной микроскопии и EDAX показаны на рисунке 1.2.2.1.2.Видно, что морфология катализатора после ОКМ не меняется.
До ОКМ |
После ОКМ |
Рисунок 1.2.2.1.2 Распределение W и Mn (светлые пятна) на поверхности Li-W-Mn-SiO2 катализатора до и после ОКМ по данным EDAX
Визуально наблюдается локальная неоднородность распределения W и Mn на поверхности, характерная и для образцов, допированных другими щелочными металлами. Можно наблюдать снижение концентрации W и увеличение концентрации Mn, что согласуется с данными РФЭС. Li методом EDAXне детектируется, а в случае K- и Rb-содержащих образцов удалось визуально наблюдать практически полное исчезновение щелочных металлов с поверхности катализаторов после ОКМ, что так же согласуется с данными РФЭС для K-содержащего образца (таблица 1.2.2.1.9.). Также для K- и Rb-содержащих образцов удается визуально наблюдать снижение поверхностной концентрации W и увеличение концентрации Mn.[1]
Стабильность состава поверхности Me-W-Mn-SiO2 катализаторов может быть связана с влиянием природы ионов щелочного металла на лабильность ионов в матрице изученных контактов. В Li-W-Mn-SiO2 катализаторе ионы Li способствуют кристаллизации SiO2 преимущественно в форме термодинамически более стабильной фазы кварца. Высокая стабильность матрицы позволяет сохранять высокую поверхностную концентрацию Li и предотвращает заметное снижение концентрации W на поверхности катализатора (таблица 1.2.2.1.9, рисунок 1.2.2.1.3). В то же время, в K-W-Mn-SiO2 катализаторе кристаллизация SiO2 завершается формированием менее стабильных фаз кристобалита и тридимита, в которых возможна эффективная миграция ионов K и W с поверхности в объём катализатора.
Li-W-Mn-SiO2 |
K-W-Mn-SiO2 |
|
Li W Mn |
K W Mn |
|
Свежеприготовленный катализатор |
Катализатор после ОКМ |
Рисунок 1.2.2.1.3 Изменение концентрации (% моль) металлических компонентов на поверхности катализаторов Li-W-Mn-SiO2 и K-W-Mn-SiO2 после ОКМ по данным РФЭС
Результаты ОКМ с использованием приготовленных методом твердофазного синтеза Me-Mn-W-SiO2 катализаторов были сопоставлены со свойствами специально синтезированного традиционным методом пропитки Na-W-Mn/SiO2 катализатора на основе силикагеля марки КСКГ и результатами «холостого» опыта без загрузки катализатора. Катализатор, полученный методом пропитки, позволил получить продукты C2+ с выходом до 21 %. В эксперименте без катализатора выход продуктов C2+ не превышал 6 %, что значительно ниже, чем при использовании катализаторов.[1]
В присутствии приготовленных твердофазным синтезом Li(Na,K,Rb,Cs)-Mn-W-SiO2 катализаторов в оптимальных условиях ОКМ конверсия CH4 достигает 40 - 45 % при селективности по C2+ 52 - 66 % (рис. 4).
Влияние условий проведения ОКМ на активность и селективность исследованных катализаторов иллюстрируют данные табл. 5. Видно, что ниже 800 °C конверсия CH4 не превышает 10 % так же, как и при проведении эксперимента без использования катализатора.
Выше 800 °C ОКМ протекает эффективнее, однако значительный экзотермический эффект осложняет поддержание постоянной температуры в слое катализатора. При низких значениях конверсии CH4 наблюдается высокая селективность по C2+, но при этом снижается выход продуктов C2+.
Li-W-Mn W-Mn-SiO2Li-W-Mn-SiO2 Na-W-Mn-SiO2 K-W-Mn-SiO2 Rb-W-Mn-SiO2 Cs-W-Mn-SiO2
без SiO2 без щел. мет.
Рисунок 1.2.2.1.4 Сравнение лучших результатов в ОКМ оксидных композитных материалов, полученных твердофазным синтезом. CH4/O2 = 2 - 3; W = 50 - 60 л·гкат-1·ч-1; T = 840 - 900 °C
На W-Mn-SiO2 катализаторе, не содержащем щелочных металлов, SiO2 в составе которого аморфен, конверсия CH4, селективность и выход C2+ не превысили, соответственно, 29 %, 58 % и 14 %, что указывает на важность присутствия щелочных металлов и наличия кристаллического SiO2 для эффективного протекания ОКМ. Не содержащий SiO2 катализатор Li-W-Mn, также оказался малоэффективен в реакции ОКМ: при 900 °C и CH4/O2 = 2.3 конверсия CH4 не превышала 18 %, селективность по C2+ - 65 % и выход C2+ - 11 %. Эти данные показывают, что SiO2, содержащийся в катализаторах, не следует рассматривать лишь в качестве инертной матрицы: присутствие кристаллического SiO2 необходимо для функционирования Me-W-Mn-SiO2, как активных катализаторов ОКМ. Сделанный вывод подтверждается результатами ОКМ с использованием Li-W-Mn-SiO2 катализатора.
Таблица 1.2.2.1.10
Результаты ОКМ в присутствии Me-W-Mn-SiO2 катализаторов, приготовленных методом твердофазного синтеза
№ |
Катализатор, W* |
CH4/O2 |
T, °C |
Конверсия, % |
Селективность, % |
Выход, % |
||||||||
CH4 |
O2 |
C2H4 |
C2H6 |
C2+ |
CO2 |
CO |
COx |
C2+ |
COx |
|||||
1 |
W-Mn-SiO2, 57 л•гкат-1•час-1. |
2.1 |
849 |
13 |
18 |
27 |
30 |
58 |
11 |
31 |
42 |
8 |
5 |
|
2 |
2.1 |
884 |
22 |
32 |
33 |
19 |
55 |
12 |
33 |
45 |
12 |
10 |
||
3 |
2.1 |
914 |
29 |
50 |
33 |
13 |
49 |
13 |
38 |
51 |
14 |
15 |
||
4 |
Li-W-Mn-SiO2, 58 л•гкат-1•час-1. |
2.1 |
742 |
1 |
3 |
16 |
64 |
80 |
12 |
8 |
20 |
1 |
< 1 |
|
5 |
2.0 |
801 |
11 |
17 |
30 |
50 |
82 |
8 |
10 |
18 |
9 |
2 |
||
6 |
2.1 |
854 |
45 |
92 |
36 |
12 |
53 |
15 |
32 |
47 |
24 |
21 |
||
7 |
2.2 |
885 |
46 |
94 |
36 |
10 |
51 |
15 |
34 |
49 |
23 |
23 |
||
8 |
2.1 |
897 |
45 |
97 |
33 |
9 |
46 |
16 |
38 |
54 |
21 |
24 |
||
9 |
2.3 |
932 |
44 |
98 |
32 |
8 |
45 |
16 |
39 |
55 |
20 |
24 |
||
10 |
2.1 ¦ |
903 |
31 |
84 |
46 |
8 |
63 |
6 |
31 |
37 |
20 |
11 |
||
11 |
3.2 |
897 |
34 |
94 |
42 |
14 |
61 |
11 |
28 |
39 |
21 |
13 |
||
12 |
3.2 |
926 |
33 |
96 |
41 |
13 |
60 |
10 |
30 |
40 |
20 |
13 |
||
13 |
4.0 |
882 |
30 |
89 |
46 |
17 |
69 |
9 |
22 |
31 |
20 |
9 |
||
14 |
4.0 |
915 |
27 |
95 |
44 |
14 |
65 |
10 |
26 |
35 |
18 |
10 |
||
15 |
Na-W-Mn-SiO2, 55 л•гкат-1•час-1. |
2.0 |
902 |
45 |
97 |
36 |
14 |
53 |
21 |
26 |
47 |
24 |
21 |
|
16 |
2.7 |
878 |
39 |
96 |
34 |
6 |
50 |
23 |
27 |
50 |
19 |
19 |
||
17 |
3.0 |
899 |
44 |
96 |
36 |
13 |
52 |
21 |
27 |
48 |
23 |
21 |
||
18 |
3.0 |
909 |
44 |
97 |
Подобные документы
Этапы первичной переработки природного газа, его состав и принципиальная схема паровоздушной конверсии метана. Схема химических превращений, физико-химические основы, термодинамика и кинетика процесса, сущность и преимущество каталитической конверсии.
курсовая работа [1011,5 K], добавлен 11.03.2009Особенности строения предельных углеводородов, их изомерия и номенклатура. Гомологический ряд алканов неразветвленное строения. Получение метана в лабораторных условиях, его физические и химические свойства. Области применения метана как природного газа.
презентация [113,5 K], добавлен 22.12.2013Метан — бесцветный газ без запаха, первый член гомологического ряда насыщенных углеводородов; получение и химические свойства. Процесс высокотемпературной конверсии метана для производства метанола; определение углеродного эквивалента исходного газа.
курсовая работа [87,3 K], добавлен 12.12.2012Наиболее важный представитель органических веществ в атмосфере. Природа естественных и антропогенных источников метана. Доли отдельных источников в общем потоке метана в атмосферу. Повышение температуры атмосферы.
реферат [160,6 K], добавлен 25.10.2006Конверсия метана природного газа с водяным паром — основной промышленный способ производства водорода. Виды каталитических конверсий. Схема устройства трубчатого контактного аппарата. Принципиальная технологическая схема конверсии метана природного газа.
курсовая работа [3,2 M], добавлен 20.11.2012Описание синтез-газа – смеси оксида углерода с водородом в различных соотношениях. Капитальные и эксплуатационные затраты на его производство. Парциальное окисление метана и условия синтеза. Автотермический риформинг метана или нефти (АТР, ATR).
презентация [1,3 M], добавлен 12.08.2015Ацетилен - бесцветный газ со слабым сладковатым запахом. Изучение процесса производства ацетилена различными способами: электрокрекингом (из метана), термическим крекингом (из жидкого пропана), термоокислительным пиролизом метана и из реакционных газов.
реферат [12,6 M], добавлен 28.02.2011Гомологический ряд метана. Строение молекулы метана. Углы между всеми связями. Физические свойства алканов. Лабораторные способы получения. Получение из солей карбоновых кислот. Тип гибридизации атомов углерода в алканах. Структурная изомерия алканов.
презентация [1,5 M], добавлен 08.10.2014Окислительная димеризация метана. Механизм каталитической активации метана. Получение органических соединений окислительным метилированием. Окислительные превращения органических соединений, содержащих метильную группу, в присутствии катализатора.
диссертация [990,2 K], добавлен 11.10.2013Технологическая схема производства аммиака и получения синтез-газа. Эксергетический анализ основных стадий паровоздушной конверсии метана. Термодинамический анализ процесса горения в трубчатой печи. Определение эксергетического КПД шахтного реактора.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 05.11.2012Создание катализаторов для процессов углекислотной и пароуглекислотной конверсии биогаза. Подбор параметров процессов для получения синтез-газа с регулируемым соотношением Н2/СО. Определение условий проведения взаимодействия метана с углекислотным газом.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 01.11.2014Изучение физических и химических свойств метана, этана и циклопропана. Использование в быту и промышленности хранилища газообразных и жидких углеводородов. Определение массы бесцветного газа, находящегося в подземном резервуаре геометрической формы.
контрольная работа [100,4 K], добавлен 29.06.2014Предмет органической химии. Понятие о химических реакциях. Номенклатура органических соединений. Характеристика и способы получения алканов. Ковалентные химические связи в молекуле метана. Химические свойства галогеналканов. Структурная изомерия алкенов.
контрольная работа [1,4 M], добавлен 01.07.2013Получение этилена дегидратацией этанола над оксидом алюминия. Получение ацетилена и опыты с ним, утилизация обесцвеченного раствора KMnO4 и бромной воды. Получение веществ в процессе нагревания спирта и серной кислоты, обесцвечивающих бромную воду.
лабораторная работа [1,4 M], добавлен 02.11.2009Строение предельных углеводородов, их физические и химические свойства. Гомологический ряд метана. Изомерия и номенклатура предельных углеводородов. Декарбоксилирование натриевых солей карбоновых кислот. Выделение углеводородов из природного сырья.
презентация [46,7 K], добавлен 28.11.2011Классификация методов дегазации воды и теоретические основы процесса удаления углекислоты, сероводорода и кислорода. Установка обескислороживания с помощью ионообменника с палладием. Технология удаления метана из подземных вод вакуумным способом.
реферат [562,3 K], добавлен 09.03.2011Особенности строения предельных углеводородов. Номенклатура углеводородов ряда метана. Химические свойства предельных углеводородов, их применение. Структурные формулы циклопарафинов (циклоалканов), их изображение в виде правильных многоугольников.
контрольная работа [151,2 K], добавлен 24.09.2010Структура молекулы, связи атомов и свойства ацетиленов как химических веществ. Особенности получения алкинов термолизом метана и гидрированием углерода в промышленности и реакцией элиминирования в лаборатории. Реакции алкинов с участием тройной связи.
контрольная работа [244,8 K], добавлен 05.08.2013Товарные и определяющие технологию свойства ацетилена. Сырьевые источники получения. Перспективы использования различного сырья. Промышленные способы получения. Физико-химический процесс получения ацетилена методом термоокисленного пиролиза метана.
контрольная работа [329,9 K], добавлен 30.03.2008Механизм каталитического окисления метана до формальдегида. Анализ свойств композитов на основе железа в изучаемой реакции. Проведение исследования метода потенциометрического титрования. Сущность приспособления действий хлорсодержащих активаторов.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 05.07.2017