Abstract: Этилен является наиболее универсальным нефтехимическим сырьем для получения полиэтилена, этилового спирта, этиленоксида, этиленгликоля, стирола, дихлорэтана и многих других химических продуктов. Процесс гидрирования ацетилена в этилен может применяться как для очистки этилена от примеси алкина, который образуется на стадии пиролиза нефтяного сырья при получении C2H4, так и для прямого получения этилена из ацетилена. Наиболее часто в качестве катализатора для реакции гидрирования ацетилена используют нанесённые металлические катализаторы на основе палладия из-за его высокой каталитической активности. При этом эффективность таких катализаторов определяется, прежде всего, дисперсностью и электронным состоянием палладия, которые зависят от силы его взаимодействия с носителем и кислотно-основных свойств последнего. Ранее нами была показана возможность применения золь-гель метода и аэрогельной технологии для синтеза различных нанокристаллических систем, характеризующихся высокой удельной поверхностью и равномерным распределением активного компонента, что важно для достижения успешных результатов в каталитических процессах. В настоящей работе синтезирована серия катализаторов Pd/MgO, идентичных по содержанию палладия (1 мас.%), но отличающихся методом приготовления: использовали аэрогельный способ, золь-гель и метод пропитки по влагоёмкости с последующим восстановлением в водороде при 500°С в течение 3 часов. Каталитические испытания в реакции гидрирования ацетилена проводили в проточном режиме, в потоке газовой смеси, содержащей 4 об.% С2Н2 в водороде в интервале температур от 20 до 90°С (mнав = 5.0 мг). С применением метода просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) показано, что частицы палладия имеют сферическую форму и равномерно распределяются по поверхности носителя. Средний размер частиц палладия зависит от способа синтеза: наиболее дисперсные частицы (dср = 2.0 – 2.2 нм) образуются при использовании золь-гель методики и метода пропитки. Катализаторы, синтезированные аэрогельным способом, содержат частицы палладия с dср ~ 8.0 нм. Наибольшую активность проявляют образцы, полученные аэрогельным способом: 50 % степень превращения ацетилена наблюдается уже при 35°С, в то время как при использовании золь-гель метода и пропитки по влагоёмкости данное значение достигается при более высоких температурах - при 49 и 65°С, соответственно. Установлено, что максимальная селективность по этилену при 25°С также характерна для аэрогельного образца и составляет 70 %, что превышает значения, найденные для катализаторов, синтезированных двумя другими способами.

Cite: Юрпалова Д.В. , Ильина Е.В. , Карнаухов Т.М. , Шляпин Д.А. , Ведягин А.А.
Способ синтеза нанокристаллической системы Pd/MgO как фактор регулирования ее свойств в процессе гидрирования ацетилена
10-я Международная научно-техническая конференция "Техника и Технология Нефтехимического и Нефтегазового Производства" 26-29 февр. 2020