Động lực phản ứng oxi hoàn toàn p-xyle trên các xúc tác CuO/ -Al2O3 Vµ CuO/ZSM-5

pdf
Số trang Động lực phản ứng oxi hoàn toàn p-xyle trên các xúc tác CuO/ -Al2O3 Vµ CuO/ZSM-5 6 Cỡ tệp Động lực phản ứng oxi hoàn toàn p-xyle trên các xúc tác CuO/ -Al2O3 Vµ CuO/ZSM-5 206 KB Lượt tải Động lực phản ứng oxi hoàn toàn p-xyle trên các xúc tác CuO/ -Al2O3 Vµ CuO/ZSM-5 0 Lượt đọc Động lực phản ứng oxi hoàn toàn p-xyle trên các xúc tác CuO/ -Al2O3 Vµ CuO/ZSM-5 3
Đánh giá Động lực phản ứng oxi hoàn toàn p-xyle trên các xúc tác CuO/ -Al2O3 Vµ CuO/ZSM-5
4.2 ( 5 lượt)
Nhấn vào bên dưới để tải tài liệu
Để tải xuống xem đầy đủ hãy nhấn vào bên trên
Chủ đề liên quan
Công nghệ hóa Phản ứng oxi hoàn toàn p-xyle Xúc tác CuO hóa vô cơ Chất xúc tác Phản ứng hoá học

Tài liệu tương tự

Nội dung

T¹p chÝ Hãa häc, T. 43 (4), Tr. 397 - 401, 2005 ®éng häc ph¶n øng oxi hoµn toµn p-xylen trªn c¸c xóc t¸c CuO/ -Al2O3 Vµ CuO/ZSM-5 §Õn Tßa so¹n 21-5-2003 L u CÈm Léc1, NguyÔn V¨n §¹t2, NguyÔn ThÞ Kim Dung1, Hå SÜ Tho¶ng1 1 ViÖn C«ng nghÖ Hãa häc t¹i Tp. Hå ChÝ Minh 2 Tr)êng §¹i häc CÇn Th¬ Summary Investigations of kinetics of p-xylene deep oxidation on CuO/ -Al2O3 and CuO/ZSM-5 have been carried out. Specific surface area and pore size of catalyst samples as well as metallic state characteristics and catalytic properties of copper have been established. Catalyst CuO/ZSM-5 has been found to be more active than the first one, but it expressed lower stability because of less stable active form of Cu2+ on zeolite surface. The study on reaction kinetics in p-xylene complete oxidation has shown that the carriers did not change the common form of kinetic equations, describing processes on the catalysts, but influenced only values of the kinetic constants. The reason of difference in catalytic properties of the studied catalysts is included in difference values of physico-chemical characteristics of catalysts, such as surface area and adsorption capability. I - Më ®Çu Trong thùc tÕ, oxi hãa ho n to n c¸c chÊt h÷u c¬ ® îc sö dông ®Ó l m s¹ch kh«ng khÝ khái c¸c khÝ th¶i xe h¬i, khÝ th¶i c«ng nghiÖp còng nh l m s¹ch kh«ng khÝ khái c¸c chÊt g©y næ ® îc sö dông trong s¶n xuÊt oxi v. v.. Trong c¸c c«ng tr×nh nghiªn cøu tr íc ®©y [1 - 4], chóng t«i ®= kh¶o s¸t qu¸ tr×nh oxi hãa ho n to n p-xylen trªn c¸c xóc t¸c oxit kim lo¹i trong c¸c ®iÒu kiÖn ph¶n øng kh¸c nhau (kh«ng cã t¹p chÊt, cã h¬i n íc v hîp chÊt l u huúnh). KÕt qu¶ cho thÊy, phÇn lín chóng l c¸c xóc t¸c cã ho¹t ®é, ®é lùa chän v ®é bÒn l m viÖc cao. §Ó thùc hiÖn v ®iÒu khiÓn c¸c qu¸ tr×nh n y cÇn cã c¸c chÊt xóc t¸c h÷u hiÖu v nghiªn cøu s©u vÒ ®éng häc ph¶n øng. C¸c nghiªn cøu ®éng häc qu¸ tr×nh oxi hãa c¸c hi®rocacbon th¬m chñ yÕu tËp trung cho c¸c ph¶n øng oxi hãa chän läc, ®èi víi ph¶n øng oxi hãa ho n to n c¸c c«ng tr×nh c«ng bè cßn rÊt Ýt. Theo [5], ph¶n øng oxi hãa ho n to n benzen tu©n theo ph ¬ng tr×nh ®éng häc ® îc viÕt d íi d¹ng: r = k .PCm6 H6 .POn2 .PH 2lO .PCOk2 (1) Trong ®ã, m thay ®æi tõ 0,5 ®Õn 1 tïy thuéc v o chÊt xóc t¸c. Ph¶n øng bÞ k×m h=m bëi h¬i n íc cho nªn l thay ®æi tõ 0,2 ®Õn 1. ¶nh h ëng cña CO2 ®Õn tèc ®é ph¶n øng nãi chung Ýt h¬n. Oxi hãa toluen còng ® îc nghiªn cøu ch a nhiÒu. Theo c¸c t¸c gi¶ [6], trªn xóc t¸c MoO3, tèc ®é cña ph¶n øng tæng tu©n theo ph ¬ng tr×nh bËc nhÊt theo toluen v bËc 0 theo O2. Cßn trªn c¸c xóc t¸c hçn hîp oxit (Cr2O3 + V2O5; Cr2O3 + ThO2; Cr2O3 +V2O5 + ThO2; Cr2O3 + V2O5 + ThO2 + UO3) ph ¬ng tr×nh ®éng häc ® îc biÓu diÔn nh sau: r = k 2 PC17 H 8 . = k1k 2 PC7 H8 . pO2 k1 P O 2 + k 2 PC7 H8 (2) Trong ®ã: k1 v k2 t ¬ng øng l h»ng sè hÊp phô O2 v hÊp phô C7H8. 397 NÕu k1PO2 >> vk2PC7H8 th× (2) trë th nh ph ¬ng tr×nh bËc nhÊt. Theo [7], oxi hãa p-xylen v o-xylen trªn V2O5 v V2O5 + MoO3 trong vïng nhiÖt ®é 450 470oC, bªn c¹nh ph¶n øng oxi hãa ho n to n, cßn t¹o th nh mét l îng lín anhi®rit maleic. Ph ¬ng tr×nh ®éng häc oxi hãa o-xylen trªn oxit ®¬n kim lo¹i ® îc ® a ra dùa v o theo c¬ chÕ sau: - Khö bÒ mÆt bëi o-xylen v chuyÓn hãa th nh c¸c s¶n phÈm oxi hãa. - T¸i oxi hãa bÒ mÆt bëi O2. Hai giai ®o¹n n y kh«ng thuËn nghÞch. Ph ¬ng tr×nh ®éng häc cña qu¸ tr×nh oxi hãa oxylen ® îc biÓu diÔn nh sau: r= k1k 2 PR PO 2 k1 PO 2 + v.k 2 PR (3) Trªn xóc t¸c hçn hîp oxit kim lo¹i ®éng häc v c¬ chÕ ph¶n øng cßn ® îc nghiªn cøu rÊt Ýt. NhiÒu t¸c gi¶ cho r»ng, trªn xóc t¸c ®¬n còng nh hçn hîp oxit ph¶n øng diÔn ra theo cïng mét c¬ chÕ [8], vÝ dô, trªn xóc t¸c PdK2SO4/SiO2 ph ¬ng tr×nh ®éng häc cã d¹ng nh (3). Môc ®Ých chñ yÕu cña c«ng tr×nh n y l nghiªn cøu ®éng häc cña ph¶n øng oxi hãa ho n to n p-xylen trªn xóc t¸c CuO mang trªn nh«m oxit v trªn zeolit ZSM-5. II - Thùc nghiÖm §ång oxit kim lo¹i ® îc mang lªn chÊt mang -Al2O3 v ZSM-5 b»ng ph ¬ng ph¸p tÈm ít. -Al2O3 do ViÖn C«ng nghÖ Hãa häc ®iÒu chÕ cã diÖn tÝch bÒ mÆt riªng l 253 m2/g, cßn ZSM-5 do ViÖn Hãa häc ®iÒu chÕ cã tû lÖ Si/Al = 18. Dung dÞch tÈm l Cu(NO3)2.3H2O. Khèi l îng muèi nitrat cña c¸c kim lo¹i ® îc tÝnh sao cho h m l îng cña CuO trong mÉu xóc t¸c l 10%kl. Sau khi tÈm, hçn hîp ® îc kh¬i kh« trong kh«ng khÝ trong 24 giê, sÊy ë 120oC trong 4 giê v nung trong lßng kh«ng khÝ ë nhiÖt ®é 450oC trong kho¶ng 90 phót. KÝch th íc h¹t xóc t¸c l 0,35 - 0,62 nm. C¸c mÉu xóc t¸c ® îc ký hiÖu l K1-10%CuO/ -Al2O3 v K2-10%CuO /ZSM-5 DiÖn tÝch bÒ mÆt riªng cña xóc t¸c (SBET)) v 398 ph©n bè lç xèp ® îc x¸c ®Þnh trªn m¸y ®o hÊp thô Chembet 3000 (HP-Mü) víi phÇn mÒm QuantaChorme. § êng th¼ng nhiÖt hÊp thô khÝ nit¬ trong vïng P/P0 nhá (0,05 - 0,3) ® îc sö dông ®Ó x¸c ®Þnh diÖn tÝch bÒ mÆt riªng cßn ® êng ®¼ng nhiÖt gi¶i hÊp ® îc dïng ®Ó x¸c ®Þnh ph©n bè kÝch th íc lç xèp. Tr íc khi tiÕn h nh khö theo ch ¬ng tr×nh nhiÖt ®é (TPR) mÉu xóc t¸c ® îc xö lý trong dßng khÝ nit¬ 2 giê ë nhiÖt ®é 200oC, sau ®ã h¹ dÇn nhiÖt ®é xuèng nhiÖt ®é phßng. ThÝ nghiÖm ® îc tiÕn h nh b»ng c¸ch n©ng nhiÖt ®é tõ 20oC ®Õn 900oC trong dßng khÝ H2 + N2 (5%H2), tèc ®é t¨ng nhiÖt ®é l 10oC/phót. Tr íc khi tiÕn h nh thÝ nghiÖm chuÈn ®é xung mÉu ® îc xö lý trong dßng khÝ He trong 1 giê ë nhiÖt ®é 450oC nh»m l m s¹ch bÒ mÆt, sau ®ã h¹ dÇn nhiÖt ®é xuèng nhiÖt ®é phßng v gi÷ ë nhiÖt ®é n y 10 phót. L îng H2 hÊp thô trong chuÈn ®é xung ® îc x¸c ®Þnh b»ng c¸ch b¬m nh÷ng thÓ tÝch x¸c ®Þnh H2 chuÈn v o mÉu xóc t¸c; thÝ nghiÖm ® îc lÆp l¹i cho ®Õn khi sai sè cña phÐp chuÈn kh«ng qu¸ 1%. L îng H2 tiªu thô bëi chÊt xóc t¸c ® îc quan s¸t ® îc quan s¸t b»ng m¸y tù ghi nèi ghÐp víi mét bé dß dÉn nhiÖt. §éng häc ph¶n øng ® îc nghiªn cøu trong s¬ ®å dßng tuÇn ho n, trong vïng nhiÖt ®é 170 250oC ®èi víi K1 v ®Çu cña xylen (P0xylen) trong kho¶ng 1,25 - 17,5 hPa; P0O2= 20 - 200 hPa; P0CO2= 0 - 25 hPa; P0H2O = 0 - 99,6 hPa, tèc ®é tæng cña dßng khÝ V = 3 - 96 l/h, l îng xóc t¸c 1 g. Tr íc khi ph¶n øng xóc t¸c ® îc xö lý trong dßng kh«ng khÝ kh« ë 400oC trong 2 giê, víi tèc ®é dßng kh«ng khÝ l 6 1/h. Trong ®iÒu kiÖn ®ã, ®é chuyÓn hãa cña p-xylen (X) thay ®æi trong kho¶ng 0,18 - 0,97. Ph©n tÝch hçn hîp ph¶n øng ® îc thùc hiÖn trªn m¸y s¾c kÝ khÝ Agilen Technologies víi phÇn mÒm GC Chem Station, bé dß ion hãa ngän löa, cét HP-5 d i 30 m, ® êng kÝnh trong 0,25 mm, ® êng kÝnh ngo i 0,32 mm. III - KÕt qu¶ v0 th¶o luËn 1. TÝnh chÊt lý-hãa cña c¸c chÊt xóc t¸c C¸c ®Æc tr ng bÒ mÆt (diÖn tÝch bÒ mÆt riªng SBET v kÝch th íc lç xèp rP) cña hai mÉu xóc t¸c l : rP , Å 32 28 SBET, m2/g 177 291 Xóc t¸c K1 K2 Nh vËy, hai xóc t¸c cã b¸n kÝnh lç xèp trung b×nh (rp) t ¬ng øng l 28 v 32 Å cho phÐp p-xylen ®i v o trong lç xèp v nhê ®ã tËn dông ® îc bÒ mÆt néi cña xóc t¸c. XÐt vÒ bÒ mÆt riªng,xóc t¸c K1 kÐm h¬n K2, cã thÓ do ho¹t ®é cña K1 kÐm h¬n K2. KÕt qu¶ chuÈn ®é xung cho phÐp x¸c ®Þnh ® îc diÖn tÝch bÒ mÆt kim lo¹i (Cu) trªn 1 gam xóc t¸c (SCu), kÝch th íc tinh thÓ kim lo¹i (dtt) v ®é ph©n t¸n kim lo¹i trªn bÒ mÆt xóc t¸c ( Cu), cña hai mÉu xóc t¸c nh sau: dtt, Å K1 SCu, m /g xóc t¸c 8,47 119,19 13,13 K2 8,60 117,38 13,33 Xóc t¸c ,% Cu 2+ Râ r ng l c¸c ®Æc tr ng trªn ®©y cña hai mÉu xóc t¸c kh¸c nhau rÊt Ýt. KÕt qu¶ nghiªn cøu TPR cho thÊy, trªn xóc t¸c K1 chØ cã mét ®Ønh khö lín ë 374,7oC v mét vai nhá ë 240oC, cßn trªn xóc t¸c K2 cã ®Ønh khö ë 320oC. Theo c¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu phæ tr íc ®©y [4], c¸c ®Ønh n y ®Æc tr ng cho sù khö cña Cu2+. KÕt qu¶ nghiªn cøu phæ hång ngo¹i (IR) cña hÊp thô CO trªn xóc t¸c Cu/ZSM-5 [9] còng kh¼ng ®Þnh ®iÒu n y. Nh vËy, kÕt qu¶ nghiªn cøu TPR v IR ®Òu cho thÊy Cu2+ l t©m ho¹t ®éng cña ph¶n øng. ë cïng tèc ®é khö, nhiÖt ®é khö cña ion ®ång trong xóc t¸c K1 (374,7oC) cao h¬n mÉu xóc t¸c K2 (320oC). §iÒu ®ã chøng tá r»ng, trong xóc t¸c K1, Cu2+ khã bÞ khö h¬n, nghÜa l ion ®ång trªn xóc t¸c n y cã kh¶ n¨ng gi÷ ë tr¹ng th¸i oxi hãa bÒn h¬n so víi trªn xóc t¸c K2. DiÖn tÝch ®Ønh khö (®Æc tr ng cho l îng hi®ro tiªu tèn cho qu¸ tr×nh khö øng víi 1 gam xóc t¸c) cña xóc t¸c K1 lín gÊp 7 lÇn so víi K2. 2. Ho¹t tÝnh cña c¸c chÊt xóc t¸c Tèc ®é ph¶n øng (r), ®é lùa chän oxi hãa ho n to n (s) v thêi gian l m viÖc æn ®Þnh (t) cña hai xóc t¸c (®é chuyÓn hãa 0,20; nhiÖt ®é 170oC; P0xylen = 1,25 hPa; P0O2 = 100 hPa; P0CO2 = PH2O = 0) ® îc dÉn ra d íi ®©y: Xóc t¸c K1 K2 r, mmol/g.h 0,30 0,44 S, % 100 100 , giê > 64 8 Chøng tá, trong cïng ®iÒu kiÖn ph¶n øng,tèc ®é oxi hãa ho n to n p-xylen trªn K2 lín gÊp 1,4 lÇn trªn xóc t¸c K1 mÆc dï K2 kÐm bÒn h¬n nhiÒu. Tõ kÕt qu¶ chuÈn ®é xung v x¸c ®Þnh ho¹t tÝnh xóc t¸c cã thÓ thÊy, ho¹t ®é riªng (trªn 1 t©m ho¹t ®éng) cña xóc t¸c K2 lín h¬n K1 10 lÇn. §iÒu n y cho thÊy cÊu tróc v ®Æc tÝnh lýhãa cña chÊt mang ¶nh h ëng ®Õn ho¹t ®é riªng cña t©m xóc t¸c. ZSM-5 tá ra l chÊt mang phï hîp h¬n. KÕt qu¶ trªn ®©y còng cho thÊy, ®é lùa chän cña ph¶n øng trªn c¶ hai xóc t¸c ®Òu b»ng 100%, nghÜa l trong s¶n phÈm chØ cã CO2 v H2O. Thêi gian l m viÖc æn ®Þnh cña xóc t¸c K2 kÐm h¬n K1 kho¶ng 8 lÇn, do vËy sau kho¶ng thêi gian 8 giê chóng t«i ph¶i ho¹t hãa l¹i xóc t¸c b»ng c¸ch cho dßng kh«ng khÝ qua xóc t¸c trong thêi gian 2 giê ë nhiÖt ®é 450oC, ®Ó l¹i oxi hãa xóc t¸c t¹o l¹i c¸c t©m ho¹t ®éng Cu2+. Nguyªn nh©n cña viÖc xóc t¸c K2 l¹i kÐm h¬n K1 cã thÓ l do t©m ho¹t ®éng (Cu2+) trªn K2 dÔ bÞ khö h¬n v hÊp phô cña H2O v CO2 m¹nh h¬n. 3. §éng häc ph¶n øng oxi hãa ho!n to!n p-xylen trªn c¸c chÊt xóc t¸c Nghiªn cøu ®éng häc ph¶n øng ® îc tiÕn h nh trong vïng nhiÖt ®é 170 ÷ 250oC trªn xóc t¸c K1 v 150 - 185oC trªn xóc t¸c K2. TÊt c¶ c¸c nghiªn cøu ® îc thùc hiÖn trong ®iÒu kiÖn ho¹t ®é xóc t¸c kh«ng ®æi. Víi kÝch th íc h¹t xóc t¸c < 1 mm thùc nghiÖm cho thÊy ph¶n øng diÔn ra trong vïng ®éng häc. Sù phô thuéc kh«ng tuyÕn tÝnh cña logarit r v o 1/T cho thÊy, ph ¬ng tr×nh ®éng häc kh«ng ph¶i l ph ¬ng tr×nh d¹ng h m mò. Ngo i ra, d¹ng cong lâm cña ® êng ®éng häc (r-x) chøng tá tèc ®é ph¶n øng bÞ k×m h=m bëi Ýt nhÊt mét s¶n phÈm ph¶n øng. Sù phô thuéc tèc ®é ph¶n øng v o ¸p suÊt riªng phÇn cña p-xylen trªn xóc t¸c K1 v K2 ® îc thÓ hiÖn t ¬ng øng trªn h×nh 1 v 2. D¹ng ® êng cong låi cña h×nh 1 cho thÊy, trªn xóc t¸c K1 xylen tham gia c¶ trong tö 399 phô thuéc cña 1/r v o PH2O v PCO2 ®Òu cã d¹ng tuyÕn tÝnh (h×nh 4), chøng tá PH2O v PCO2 tham gia trong mÉu sè cña ph ¬ng tr×nh víi sè mò b»ng 1. r, mmol/gh r.100, mmol/gh sè v mÉu sè cña ph ¬ng tr×nh. Trong khi ®ã sù phô thuéc r-Pxylen trªn xóc t¸c k2 cã d¹ng tuyÕn tÝnh (h×nh 2) chøng tá, trong tr êng hîp n y tèc ®é ph¶n øng tû lÖ thuËn víi Pxylen, nghÜa l bËc ph¶n øng theo xylen b»ng 1. PO2, hPa Pxylen, hPa H×nh 1: ¶nh h ëng cña ¸p suÊt riªng phÇn cña p-xylen (Pxylen) ®Õn tèc ®é ph¶n øng oxi hãa ho n to n xylen trªn xóc t¸c K1 H×nh 3: ¶nh h ëng cña ¸p suÊt riªng phÇn cña oxi (PO2) ®Õn tèc ®é oxi hãa ho n to n xylen trªn xóc t¸c K2 (T = 200oC, x = 0,2, PCO = 2 hPa, PH O = 1,25 hPa, 2 2 Pxylen = 1 hPa) (T = 200oC, x = 0,55, P0O = 100, P0CO = P0H O = 0 hPa) 2 2 1/r., mmol/gh r, mmol/gh 2 Pxylen, hPa H×nh 2: Sù phô thuéc cña tèc ®é ph¶n øng oxi hãa ho n to n xylen (r) v o ¸p suÊt riªng phÇn cña p-xylen (Pxylen) trªn xóc t¸c K2 (T = 170oC, x = 0,3, P0O = 100, P0CO = P0H O = 0 hPa) 2 2 2 Kh¶o s¸t ¶nh h ëng cña oxi ®Õn tèc ®é ph¶n øng ® îc tiÕn h nh víi nång ®é oxi lín h¬n hoÆc b»ng l îng oxi cÇn thiÕt cho ph¶n øng oxi hãa ho n to n. Do ®ã, ®Ó ph¶n øng hÕt víi 1,25 hPa p-xylen, trong hçn hîp nång ®é oxi ph¶i tèi thiÓu l 2%. KÕt qu¶ thùc nghiÖm ® îc biÓu diÔn trªn h×nh 3. §å thÞ phô thuéc r-PO2 cã d¹ng cùc trÞ víi r cùc ®¹i khi PO2 = 93,4 hPa trªn xóc t¸c K1 v 90 hPa trªn xóc t¸c K2. §iÒu n y chøng tá oxi tham gia c¶ trong tö v mÉu sè cña ph ¬ng tr×nh ®éng häc v sè mò cña nã ë mÉu sè lín h¬n ë tö sè. S¶n phÈm ph¶n øng oxi hãa ho n to n pxylen chØ cã CO2 v H2O; kh«ng cã s¶n phÈm phô. §Ó kh¶o s¸t ¶nh h ëng cña c¸c s¶n phÈm ph¶n øng chóng t«i thªm CO2 v H2O v o hçn hîp ph¶n øng víi c¸c nång ®é kh¸c nhau. §å thÞ 400 PH2O, hPa H×nh 4: Sù phô thuéc cña gi¸ trÞ nghÞch ®¶o cña tèc ®é oxi hãa ho n to n xylen (1/r) v o PH2O (T = 170oC, x = 0,55, PCO = 5,5 hPa, PO = 97,78 hPa, 2 2 Pxylen = 0,56 hPa) 1. 2. 3. 4. Tõ c¸c ph©n tÝch trªn cã thÓ kÕt luËn: Ph ¬ng tr×nh ®éng häc kh«ng ph¶i l d¹ng h m mò. Trªn xóc t¸c K1 xylen tham gia v o cña tö v mÉu sè cña ph ¬ng tr×nh ®éng häc, cßn trªn K2 nã chØ cã mÆt trong tö sè víi sè mò còng b»ng 1. Oxi cã mÆt c¶ trong tö v mÉu sè cña ph ¬ng tr×nh ®éng häc, sè mò cña O2 ë mÉu sè lín h¬n ë tö sè. C¸c s¶n phÈm k×m h=m ph¶n øng v PCO2, PH2O cã mÆt trong mÉu sè cña ph ¬ng tr×nh ®éng häc víi sè mò b»ng 1. Tõ sè liÖu nghiªn cøu ®éng häc v c¸c ph©n tÝch trªn cã thÓ ®Ò xuÊt ph ¬ng tr×nh ®éng häc tæng qu¸t cho ph¶n øng oxi hãa ho n to n pxylen trªn hai xóc t¸c CuO/ -Al2O3 v CuO/ ZSM-5 nh sau: r= kPxylen POn21 mÒm IBMPC-AT tÝnh to¸n kÕt qu¶ nhËn ® îc tõ thùc nghiÖm víi n1, n2 thay ®æi tõ 0,25 ®Õn 2 víi b íc nh¶y l 0,25. KÕt qu¶ tÝnh to¸n phï hîp nhÊt víi sè liÖu thùc nghiÖm khi n1 = 0,5 v n2 = 1. NghÜa l ph ¬ng tr×nh ®éng häc cã d¹ng sau: - §èi víi xóc t¸c CuO/ -Al2O3: (4) POn22 + k1 Pxylen + k 2 PCO2 + k3 PH 2 O r= Trong ®ã: r l vËn tèc oxi hãa p-xylen; k, k1, k2, k3 l h»ng sè cña ph ¬ng tr×nh ®éng häc; Pi - ¸p suÊt h¬i b=o hßa cña c¸c cÊu tö t ¬ng øng. §Ó x¸c ®Þnh bËc ph¶n øng v gi¸ trÞ c¸c h»ng sè ®éng häc chóng t«i ®= sö dông phÇn k1 Pxylen PO0,52 PO 2 + k 2 Pxylen + k3 PCO2 + k 4 PH 2O (5) - §èi víi xóc t¸c CuO/ZSM-5: r= k1 Pxylen PO0.52 PO 2 + k3 PCO2 + k 4 PH 2O (6) Gi¸ trÞ c¸c h»ng sè ®éng häc cña ph ¬ng tr×nh (5) v (6) ® îc tr×nh b y trong b¶ng d íi ®©y: Xóc t¸c k, mmol/g.h.hPa0,5 CuO/ -Al2O3 T, K k = 7,88.e-56,2/RT 443 7,39 473 7,42 503 7,45 523 7,46 CuO/ZSM-5 T, K k = 1521.e-4951/RT 423 4,2 443 5,48 458 6,59 k1 k2 k3 k1 = 0,041.e254/RT 0,0547 0,0537 0,0529 0,0523 k2 = 1,02.e119/RT 1,167 1,157 1,149 1,143 k3 = 5,78.10-33.e6940/RT 100 0,6780 0,0083 0,0058 0 0 0 0 Sai sè trung b×nh b×nh ph ¬ng cña vËn tèc ph¶n øng tÝnh theo c¸c ph ¬ng tr×nh (5) v (6) so víi sè liÖu thùc nghiÖm trªn xóc t¸c K1 v K2 t ¬ng øng b»ng 16,5 v 13,2%. Nh vËy, chÊt mang kh«ng l m thay ®æi d¹ng ph ¬ng tr×nh ®éng häc v ph ¬ng tr×nh ®éng häc (4) l chung cho ph¶n øng oxi hãa s©u p-xylen trªn hai hÖ xóc t¸c. ChÊt mang chØ l m thay ®æi gi¸ trÞ c¸c h»ng sè ®éng häc, ¶nh h ëng ®Õn ho¹t ®é riªng cña xóc t¸c v kh¶ n¨ng hÊp thô p-xylen, O2, CO2 v H2O. Trªn xóc t¸c K2 sù hÊp thô cña H2O m¹nh h¬n cña p-xylen. T0i liÖu tham kh¶o 1. L u CÈm Léc, NguyÔn Th¶o Trang, NguyÔn Kim Dung, Hå SÜ Tho¶ng. T¹p chÝ DÇu khÝ, sè 23, Tr. 22 (2001). 2. Ho Si Thoang, Luu Cam Loc, Nguyen Kim k2 = 1,7.10-23.e47129/RT 38,26 3,04 0,53 k3 = 72,51.e24,9/RT 74,69 74,59 74,52 Dung, Nguyen Thao Trang, Dang Ngoc Yen. Silver Jubilee Conf., Bangladesh Chem. Soci., Dhaka, 1/2003, IL-1.5, P. 14. 3. L u CÈm Léc, NguyÔn Th¶o Trang, NguyÔn Kim Dung, Hå SÜ Tho¶ng. To n v¨n Héi nghÞ to n quèc vÒ Xóc t¸c-HÊp phô, H Néi 6/2001, Tr. 272. 4. L u CÈm Léc, NguyÔn Th¶o Trang, NguyÔn Kim Dung, Hå SÜ Tho¶ng, NguyÔn Quèc TuÊn. TuyÓn tËp c¸c B¸o c¸o to n v¨n, Héi nghÞ To n quèc nghiªn cøu c¬ b¶n trong lÜnh vùc Hãa lý-Hãa lý thuyÕt, H Néi 4/2002, Tr. 35. 5. O. N. Kimkhai, V. V. Popovsky, G. K. Boreskov. Kinetika i Kataliz, 12, No. 2, P. 371 (1971). (Xem tiÕp trang 405) 401 402
This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.