Tổng hợp và nghiên cứu khả năng xúc tác của các oxit kim loại kiểu spinen trong phản ứng điều chế stiren từ etylbenzen

Hiện nay stiren được sản xuất với sản lượng trên toàn cầu là khoảng 16 triệu tấn/năm theo hai quá trình: dehydro hóa etylbenzen và epoxi hóa propen bằng etylbenzenhydroperoxit. Dehydro hóa etylbenzen là quá trình được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp. Trong quá trình này, người ta dùng các xúc tác trên cơ sở sắt oxit và nhiệt độ phản ứng cao khoảng 870K trong sự có mặt của hơi nước. Các xúc tác kỹ thuật thường chứa một lượng nhỏ một số oxit kim loại khác đóng vai trò làm chất tăng tốc cấu trúc, làm ổn định xúc tác và ngăn ngừa sự kết tinh lại của pha hoạt động xúc tác. Đối với các xúc tác sắt oxit, chất tăng tốc thường là K2O, nhưng độ hoạt động của xúc tác vẫn giảm dần trong quá trình phản ứng.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tổng hợp và nghiên cứu khả năng xúc tác của các oxit kim loại kiểu spinen trong phản ứng điều chế stiren từ etylbenzen190 Tong hop va nghien cdu kha nang xuc tac ciia cac oxit kim loai. TONG HOP VA NGHIEN ClTU KHA NANG XUC TAC CUA CAC OXIT KIM LOAI KIEU SPINEN TRONG PHAN ITNG DIEU CHE STIREN TU ETYLBENZEN Hoa Hiru Thu, Vii Thanh Nam Trudng Dai hpc Khoa hpc Tu nhien Ha Thu Huang Vien Ddu Khi Nguyen Thj Thu Ha TT Nghien ciru vd Phdt trien Che bien Ddu khiTOM TATHien nay stiren dugc sdn xudt vai sdn lugng tren todn cdu Id khodng 16 trieu tdn/ndmtheo hai qud trinh: dehydro hda etylbenzen vd epoxi hda propen bdngetylbenzenhydroperoxit. Dehydro hda etylbenzen la qud trinh dugc sic dung rdng rdi trongcdng nghiep. Trong qud trinh ndy. nguai ta diing cdc xiic tdc tren ca sa sdt oxit vd nhietdp phdn icng cao khodng 87OK trong su cd mat cua hai nuac. Cdc xiic tdc ky thudt thuangchira mpt luang nhd mdt sd oxit kim logi khdc ddng vai trd ldm chdt tdng tdc cdu triic.Idm dn dmh xiic tdc vd ngdn ngira sir kit tinh lgi ciia pha hogt dpng xuc tdc. Ddi vai cdcxiic tdc sdt oxit, chdt tdng tdc thudng Id KiO, nhung dp hogt dpng ciia xiic tdc vdn gidmddn trong qud trinh phdn irng. Ddi vai viec sdn xudt stiren. ngodi qud trinh dehydro hda etylbenzen a quy md cdngnghiep, cdn cd cdc qud trinh khdc dang dugc nghiin cim. Trong bdo cdo ndy, chiing tditdng hgp mpt vdi ddy xiic tdc oxU kim logi kiiu spinen AB2.,rB., O4 (A =Ni, Cu; B=Cr^vd B =Fe : x=0; 0,5; 1; 1.5 vd 2) theo cdc phuang phdp khdc nhau: phdn icng a trgngthdi rdn vd ddng kit tiia, xdc dinh mdt sd ddc trung cdu tnic vd tinh chdt be mat cuachiing. vd ddnh gid khd ndng xiic tdc cua chiing trong phdn irng dehydro hda etylbenzenthdnh stiren. Cdc kit qud thuc nghiem da chi ra rdng cdc spinen ddy CuCr2.:,Fefi4(x=0;0,5;l;l,5;2) cd dp hogt dpng xiic tdc cao nhdt trong phdn img oxi dehydro hdaetylbenzen thdnh stiren trong su cd mat ciia hai nuac.MODAU Trong nhtrng nam gan day, stiren dugc tieu thy ngay cang tang. Stiren duge diinglam nguyen lieu dau eho tdng hgp cac polime va copolime. San lugng stiren tren thi gidivao khoang 16 trieu tan/nam [9]. Stiren dugc san xuit theo bai each: (1) dehydro hdaetylbenzen va (2) epoxi hda propen bang etylbenzenhidropeoxit vdi sy cd mat ciia eae xiictac phuc molipden va stiren thu duge nhu mdt san pham phy trong qua trinh phan ung [1].Phan img dehydro hda etylbenzen tuomg ty phan img dehydro hda cac ankan. Qua trinhdehydro hda etylbenzen thdng thudng la mdt qua trinh thu nhiet, thuan nghjeh, cin quayvdng chat tham gia phan img (etylbenzen). va ty le boi nudc/etylbenzen cao. Bdi vay quatrinh nay can sir dung xuc tac. Cac xuc tac truyen thdng cho phan img la sit oxit dugctang tdc bang KiO [3, 4, 6]. Tuy nhien, ngudi ta thay rang do boat dgng ciia xuc tae bjTuygn tap bao cao Hgi nghj KHCN 30 nSm Phu khi Vift Nam: Cff hgi mdi, thach thde mdi 191giam di mdt each bit thuan nghich trong qua trinh su dung do cac ion K^ chuyen djch tirbl mat vao sau trong tbi tich xuc tac [4, 7]. Chinh vi the viec tim kiem xuc tac mdi chophan img nay dugc cac nha san xuit edng nghiep ciing nhu cae nha khoa hgc xuc tae quantam, ddng thdi nhilu ky thuat dugc dua ra de nang cao hieu qua san xuat stiren. Cac kythuat lam tang bieu suat stiren ed the gdm cac giai phap: • Dehydro hda etylbenzen, tiep theo oxi hda hidro de cung cap nhiet cho phan img dehydro hda thu nhiet va lam chuyen djch can bang ve phia tao thanh stiren. • Oxidehidro hda phat nhiet de lam chuyen djch can bang phan img ve phia tao thanh san pham va tien banh phan img d nhiet do thap hon. • Diing mang xuc tac de chuyen djch can bang ve phia tao thanh stiren va tien banh phan img d nhiet do thap hom. Bang 1 dudi day trinh bay kha nang xuc tac, cac ky thuat san xuat stiren va hientrang iing dyng cua cae ky thuat nay trong san xuat stiren [8]. Bang 1: So sanh cac hieu nang xiic tac ciia cac giai phap ky thuat khae nhau de san xuat stiren tir etylbenzen Ky thudt Do chgn loc Nhiet do Hien trgng Xiic tde sdn xudt stiren, % phdn irng, °C icng dung Dehydro hda 90 600 - 650 Fe/K/Cr/O Cdng nghiep Dehydro hda/ 90 ...