Жидкофазное каталитическое окисление фенольных соединений
Таблица 1
Катализаторы и условия проведения жидкофазного окисления фенола в реакторе с неподвижным слоем катализатора
Катализатор |
t, 0C |
P, МПа |
Со, г/л |
Время, мин |
Конверсия, % |
Лит. источник |
Al-Fe/ Глина |
90-170 |
1,5-3,2 |
0,5-2 |
240 |
99-100 |
[14] |
MnO2-CeO2 |
80-130 |
1,0 |
1 |
180 |
70-93 |
[15] |
Fe/C |
100-127 |
0,8 |
1 |
30 |
70-80 |
[16] |
CuO-Cr2O3-C |
140 |
1,6 |
1,2 |
320 |
99-100 |
[17, 18] |
CuO/Al2O3 |
140 |
1,6 |
1,2 |
320 |
99-100 |
[17, 18] |
Pt/Carbex-330 |
20-140 |
0,5-8,0 |
5 |
1-3 |
90-99 |
[12] |
Ru/Carbex-330 |
20-140 |
0,5-8,0 |
5 |
1-3 |
90-99 |
[12] |
КАТАЛИЗАТОРЫ НА ОСНОВЕ ПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛОВ
Катализаторы глубокого окисления фенольных соединений, синтезированные на основе переходных металлов и их оксидов, представляют особый интерес для промышленного использования, что связано с их достаточно высокой активностью и сравнительно низкой стоимостью.
Поэтому не удивительно, что большое количество работ, появившихся за последнее время, посвященных изучению процесса глубокого окисления фенольных соединений с использованием этих катализаторов [14-23] (табл. 1, 2).
В работе [14] было изучено глубокое окисление фенола на Al-Fe содержащей глине в трубчатом реакторе в широком интервале температур (110-2100С) и давлений (1,5-3,2 МПа).
Достигнута высокая конверсия фенола 99-100% и определены оптимальные условия проведения процесса: начальная концентрация фенола 1-2 г/л, высота слоя катализатора 0,6 м, t=1700C, P=3,2 МПа.
Установлено, что схема работы реактора глубокого окисления фенолов “снизу-вверх” является более эффективной при высоких давлениях кислорода, в то время как при низких давлениях организация потоков “сверху-вниз” показывает лучшие результаты.
Это связано с тем, что при низких давлениях основным лимитирующим фактором является массоперенос между газовой фазой и поверхностью катализатора, в то время как при высоких давлениях кислорода основным лимитирующим фактором становится массоперенос между поверхностью катализатора и жидкой фазой.
Таблица 2
Катализаторы на основе переходных металлов применяемые для окисления фенола
Катализатор |
t, 0C |
P, МПа |
Со, г/л |
Время, мин |
Конверсия, % |
Лит. источник |
Fe2O3/Al2O3, |
150 |
2,0-5,0 |
1,0 |
180 |
10-15 |
[22] |
Fe2O3-CeO2-Al2O3 |
150 |
2,0-5,0 |
1,0 |
180 |
40-45 |
[22] |
MnO2/Al2O3, |
150 |
2,0-5,0 |
1,0 |
180 |
35-40 |
[22] |
MnO2-CeO2-Al2O3 |
150 |
2,0-5,0 |
1,0 |
180 |
90-95 |
[22] |
Engelhard Cu-0203T |
140 |
1,6 |
1,2 |
40-320 |
99-100 |
[17, 18] |
Engelhard Cu-1152T |
140 |
1,6 |
1,2 |
320 |
90-95 |
[17] |
Engelhard Cu-1230 |
140 |
1,6 |
1,2 |
320 |
95-100 |
[17] |
Cu-Ni/Al2O3 |
140 |
1,6 |
1,2 |
320 |
99-100 |
[17] |
CuO/Al2O3 |
140 |
0,7 |
5,0 |
240 |
95-99 |
[18, 22] |
Cu/Al2O3 |
120-210 |
3,0 |
1,0 |
30 |
80-98 |
[20] |
Cu-Ce/Al2O3 |
120-210 |
3,0 |
1,0 |
30 |
80-98 |
[20, 22] |
Cu-Sn/ Al2O3 |
120-210 |
3,0 |
1,0 |
30 |
80-98 |
[20] |
Sn/Al2O3 |
120-210 |
3,0 |
1,0 |
30 |
80-98 |
[20] |
Ce/Al2O3 |
140-180 |
1,5 |
1,0 |
240 |
95-100 |
[21, 22, 23] |
Ce/TiO2 |
140-180 |
1,5 |
1,0 |
240 |
20-30 |
[21] |
Ce/SiO2 |
140-180 |
1,5 |
1,0 |
240 |
35-40 |
[21] |
Ce/AlPO4 |
140-180 |
1,5 |
1,0 |
240 |
95-100 |
[21] |
CoO/Al2O3, |
150 |
2,0-5,0 |
1,0 |
180 |
10-15 |
[22] |
CoO-CeO2-Al2O3 |
150 |
2,0-5,0 |
1,0 |
180 |
35-40 |
[22] |
NiO/Al2O3, |
150 |
2,0-5,0 |
1,0 |
180 |
10-15 |
[22] |
NiO-CeO2-Al2O3 |
150 |
2,0-5,0 |
1,0 |
180 |
25-30 |
[22] |