Перспективы использования ферросплавных катализаторов в химической технологии
Просмотры: 286 / Загрузок PDF: 47
DOI:
https://doi.org/10.32523/2616-6771-2025-151-2-87-102Ключевые слова:
слитки металлов, синтез, ферросплавы, катализатор, модифицированные, ароматические соединенияАннотация
В статье исследуется химическая стабильность и каталитическая активность ферросплавных катализаторов, широко используемых в металлургической и нефтехимической промышленности. Целью исследования является определение каталитической активности кобальтовых катализаторов с добавками ферросплавов в производстве ксилита и научно-техническое обоснование эффективных технологий получения метилциклогексана из толуола. Кроме того, были определены физико-химические, структурные и адсорбционные характеристики никелевых связок, модифицированных ферросплавами. Основная актуальность работы в статье заключается во введении в состав бинарных никелевых катализаторов ферросплавов, что позволяет одновременно обновлять их несколькими металлами, содержащимися в ферросплавах и приготовленными по их химическому составу, в результате чего создаются каркасные катализаторы на основе никеля, что существенно повышает стабильность и эффективность работы катализаторов. Выбор природы и количества легирующих металлов в производстве основан на классификации модифицируемых соединений. Никелевые катализаторы вводятся в металлический ферросплав в виде кусков или порошков и получаются при температуре плавления в результате экзотермической реакции, а также оказывают существенное влияние на его количественный и качественный состав. В этом аспекте статьи селективность катализаторов играет важную роль, так как она позволяет синтезировать целевые продукты высокой чистоты и снижает образование побочных продуктов. Показана возможность получения метилциклогексана высокой чистоты и с высоким выходом гидрированием толуола на литых никелевых катализаторах, модернизированных ферросплавами ферротитанмарганец (FTiMn), ферромарганец (FMn) и ферромолибденмарганец (FMoMn). На основании полученных результатов исследованными катализаторами являются Ni-Al-ФMn>Ni-Al-ФMoMn>Ni-Al-ФTiMn.Со-(70% Al). В заключение установлено, что срок службы катализаторов Ni-Al-ФMn и Ni-Al-ФMoMn в два раза превышает срок службы катализаторов Ni-Al-TiMn, используемых в производстве до настоящего времени.
Скачивания
Библиографические ссылки
Andre, R., Meyniel, L., Carenco, S. (2022). Nickel carbide (Ni3C) nanoparticles for catalytic hydrogenation of model compounds in solvent. Catalysis Science & Technology, 12(14), 4572–4583. https://doi.org/10.1039/D2CY00894G
Andrade, L., Muchave, G., Maciel, S. (2022). Vegetable oil and derivates hydroprocessing using Ni as catalyst for the production of hydrocarbons. Chemical Engineering. https://doi.org/10.1155/2022/6402004
Antoniak-Jurak, K., Kowalik, P., Narowski, R. (2011). Investigations on hydrogenation of selected organic sulfur compounds on the Ni-Mo/Al2O3 catalyst in terms of natural gas desulfurization. Chemia, 66(1), 106–114. https://doi.org/10.2478/v10063-011-0011-0
Ashirov, A.M., Satybaldieva, N.K., Erimova, A.Zh., Dүysebekova, A.M. (2015). Issledovanie vliyaniya granulometricheskogo sostava poristyy alyumo-nikelevykh katalizatorov pri gidrirovaniya toluola. [Study of the effect of particle size distribution of porous alumino-nickel catalysts during toluene hydrogenation] ҚazKKA Khabarshysy [The Bulletin of KazATC] 2–3, 93.
Chakraborty, S., Piszel, P., Brennessel, W.A. (2015). Single nickel catalyst for the acceptorless dehydrogenation of alcohols and hydrogenation of carbonyl compounds. Organometallics, 34(21), 5203–5206. https://doi.org/10.1021/acs.organomet.5b00824
Claude, V., Mahy, J.G., Douven, S., Pirard, S.L., Courson, C., Lambert, S.D. (2019). Ni- and Fe-doped γ-Al2O3 or olivine as primary catalyst for toluene reforming. Materials Today Chemistry, 182–197. https://doi.org/10.1016/j.mtchem
Ibragimova, D.I., Kedelbaev, B.Sh. (2006). Optimizatsiya protsessa gidrirovaniya ksilozy na splavnykh katalizatorakh [Optimization of the xylose hydrogenation process on alloy catalysts.]. Yasaui universitetіnің khabarshysy: Khimiya, tekhnologiya [Bulletin of Khoja Akhmet Yassawi University: Chemistry, Technology] 3, 15–20.
Kameoka, S., Kimura, T., Tsai, A.P. (2009). A novel process for preparation of unsupported mesoporous intermetallic Ni-Zn and Pd-Zn catalysts. Catalysis Letters, 131, 219–224. https://doi.org/10.1007/s10562-009-0045-5
Kedelbaev, B.Sh., Lakhanova, K., Iztleuov, G. Turabdzhanov, S. (2021). Research of the process of continuous hydrogenation of benzene with modified catalysts. Technical Science and Innovation. https://doi.org/10.51346/tstu-01.21.1-77-0099
Kedelbaev, B.Sh., Satybaldieva, N.K. (2007). Modifitsirovannye katalizatory gidrogenizatsii toluola [Modified catalysts for toluene hydrogenation]. Respublikanskaya nauchnaya konferentsiya «Innovatsionnoe razvitie i vostrebovannost nauki v sovremennom Kazakhstane» Seriia khimicheskaia [Republican Scientific Conference «Innovative Development and Demand for Science in Modern Kazakhstan» Series Chemistry]. Almaty, 4, 129–130.
Leont’ev, L.I., Zhuchkov, V.I., Zayakin, O.V., Sychev, A.V., Mikhailova, L.Yu. (2022). Potential for obtaining and applying complex niobium ferroalloys. Izvestiya. Ferrous Metallurgy. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2022-1-10-20
MacIntosh, K., Beaumont, S. (2020). Nickel-catalysed vapour-phase hydrogenation of furfural: Insights into reactivity and deactivation. Topics in Catalysis, 63, 15–18. https://doi.org/10.1007/s11244-020-01341-9
Masenova, A.T. (2008). Gidrirovanie aromaticheskikh uglevodorodov dlya polucheniya ekologicheski chistykh topliv. [Hydrodearomatization of aromatic hydrocarbons for the production of environmentally friendly fuels] Izvestiya Natsional’noy akademi nauk Respubliki Kazakhstan. [Proceedings of the National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan]
Mejia, H., Vogt, C., Weckhuysen, B.M. (2020). Stable niobia-supported nickel catalysts for the hydrogenation of carbon monoxide to hydrocarbons. Catalysis Today, 343, 56–62. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2018.11.036
Pina, G., Louis, C., Keane, M. (2005). Nickel particle size effects in catalytic hydrogenation and hydrodechlorination: Phenolic transformations over nickel/silica. Physical Chemistry Chemical Physics, 3. https://doi.org/10.1039/B212407F
Popova, N.M., Salakhova, R.Kh., Shapovalov, A.A., Umbetkaliev, A.K., Dosumov, K.D., Tungatarova S.A. (2008). Termodesorbtsiya vodoroda iz Ni-Cu-Cr katalizatora na modifitsirovannom tseriem. Kinetika i kataliz. [Thermal Desorption of Hydrogen from a Ni–Cu–Cr Catalyst Supported on Cerium-Modified Carrier] Kinetics and Catalysis, 50, 567–576. https://doi.org/10.1134/S0023158406060140
Prakash, M., Mahalakshmy, R., Krishnamurthy, K. (2017). Nickel based catalysts for selective hydrogenation of cinnamaldehyde – influence of support phases. European Chemical Bulletin, 6(3). https://doi.org/10.17628/ecb.2017.6.125-131
Satybaldieva, N.K., Kedelbaev, B.Sh., Құdasova, D.E. (2008). Alyumo-nikeldі katalizatorlar fiziko-khimiya kasietterіn zertteu [Study of the physicochemical properties of alumino-nickel catalysts. In Proceedings of the VIII Satbayev International Scientific Conference. https://www.rusnauka.com/17.2015/Chimia/8_194809.doc.htm
Sheldon, G.S., Ding, E., Park, C., Keane, M.A. (2016). Vapor phase hydrogenation of phenol over silica supported Pd and Pd-Yb catalysts. Catalysis Communications, 3, https://doi.org/10.1134/S0023158416010110
Subotin, V.V., Ivanytsya, M.O., Terebilenko, A.V. (2023). Air-stable efficient nickel catalyst for hydrogenation of organic compounds. Catalysts, 13(4), https://doi.org/10.3390/catal13040706
Sunil Kumar, T. (2024). Valorization from waste: Combined reduction of chromite ore processing tailing and sub-grade manganese ore to produce 200 series stainless steel scrap. Mining, Metallurgy & Exploration, 41, 297–309. https://doi.org/10.1007/s42461-024-00915-5
Tashkaraev, R.A., Kedelbaev, B.Sh., Makhmudov, Z.U., Ormanova, A.B. (2020). Promotirovannye ferrosplavami nikelevye katalizatory dlya gidrirovaniya benzola [Nickel catalysts promoted with ferroalloys for benzene hydrogenation]. Chemical Journal of Kazakhstan, 4, 60–69.
Tashkaraev, R.A., Kedelbaev, B.Sh., Makhmudov, Z.U., Ormanova, A.B. (2020). Promotirovannye ferrosplavami nikelevye katalizatory dlya gidrirovaniya benzola. Chemical Journal of Kazakhstan [Nickel catalysts promoted with ferroalloys for benzene.hydrogenation]. Vestnik Natsional noy akademii nauk Respubliki Kazakhstan [Bulletin of the National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan].
Zakarina, N.A., Djumabaeva, L.S., Akulova, G.V. (2020). Synthesis of nanosized Pd-catalysts on activated and Al–Zr-pillared montmorillonite and their catalytic behavior in the isomerization of n-hexane. Journal of Nanoscience and Nanotechnology, 20(7). https://doi.org/10.1166/jnn.2020.17867
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2025 Satybaldieva Nurgul Kyrgyzbayevna, A. Berkinbayeva, Zh. Yessenbayeva, S. Abilkasova, S. Almagambetova (Author)
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.
