Биметаллические палладийсодержащие катализаторы селективного гидрирования ацетилена

Разработан способ получения селективных и активных палладийсодержащих катализаторов для гидрирования ацетилена посредством модифицирования восстановленного палладия металлоорганическими соединениями (ферроценом и цимантреном). Систематически исследованы закономерности топохимического разложения ферроцена и цимантрена на поверхности восстановленного палладиевого катализатора. Впервые исследованы в реакции гидрирования ацетилена катализаторы Pd Fe/Al2O3 и Pd Mn/Al2O3, полученные путем топохимического разложения металлоорганических прекурсоров промотирующих элементов на поверхности палладия. Показано, что промотирование железом и марганцем подавляет хемосорбцию водорода палладием. Установлено, что промотирование железом или марганцем приводит к увеличению селективности катализаторов по этилену по сравнению с монометаллическим палладиевым катализатором, а в случае марганца промотирование также приводит к увеличению активности катализатора. Показано, что оптимальное для достижения высокой селективности мольное соотношение Fe/Pd составляет ~ 1, а соотношение Mn/Pd – ~ 2. Предложена экспериментально обоснованная схема процесса гидрирования ацетилена. Установлено наличие прочной хемосорбции этилена и ацетилена на поверхности промотированных палладиевых катализаторов и показано существование адсорбционного замещения этилена ацетиленом на поверхности Pd-Mn/Al2O3 катализаторов. Установлено, что при конверсиях ниже 75% гидрирование ацетилена в этилен и этан протекает по параллельной схеме. На основе данной схемы разработана кинетическая модель процесса гидрирования ацетилена и определены ее кинетические параметры. Предложена модель процесса гидрирования ацетилена в широком диапазоне конверсии ацетилена – от малых значений до 90%. Предложено уравнение для расчета селективности по этилену при глубокой конверсии ацетилена – вплоть до 99,9%.