Содержание кальция, калия и натрия в промышленных образцах алюмооксидных катализаторов дегидратации 1-фенилэтанола

В. А. Васильев, Д. В. Вафин, К. Ю. Паращук,

Э. А. Каралин

СОДЕРЖАНИЕ КАЛЬЦИЯ, КАЛИЯ И НАТРИЯ В ПРОМЫШЛЕННЫХ ОБРАЗЦАХ АЛЮМООКСИДНЫХ КАТАЛИЗАТОРОВ ДЕГИДРАТАЦИИ 1-ФЕНИЛЭТАНОЛА

Ключевые слова: оксид алюминия, натрий, калий, кальций.

Разработана методика количественного определения калия, кальция и натрия, локализованных на поверхности алюмооксидных катализаторов газофазной дегидратации 1-фенилэтанола.

Key words: alumina, sodium, potassium, calcium.

The technique of quantitative determination of sodium, potassium and calcium localized on the surface of alumina catalysts of 1-phenylethanol dehydration in vapor-phase is developed.

Известно, что концентрация натрия на поверхности алюмооксидных катализаторов коррелирует с их дегидратирующей активностью по отношению к спиртам, в том числе 1-фенилэтанолу [1, 2, 3, 4]. Отметим, что натрий является единственным из щелочных и щелочноземельных металлов, содержание которого регламентируется нормативными документами отечественных и зарубежных производителей оксидов алюминия (ГОСТ 8136-85; ТУ 6-68-146-02; [5]).

Однако, проведенный нами качественный анализ наружной поверхности промышленных катализаторов дегидратации 1-фенилэтанола

показал наличие калия и кальция, которые, как и натрий, являются каталитическими ядами для твердых кислот [6].

Ранее нами методом прямой потенциомет-рии определена концентрация натрия на поверхности отечественных алюмооксидных катализаторов дегидратации 1-ФЭТ марок АОА и АОК, для первого эта величина составляет (4,4 + 0,7) , для второго (31,5 + 1,9) мкмоль/г [2]. В рамках данной работы для количественного определения калия, кальция и натрия на активной поверхности катализаторов использован метод пламенной фотометрии. Полученные результаты сведены в табл. 1.

Таблица 1 - Содержание катионов на поверхности катализаторов

Объект анализа Катион Поверхностная концентрация, мкмоль/г* S

АОК Na+ 38,5 + 3,3 (n = 7)** 3,5

K+ 4,30 + 0,17 (n = 3) 0,07

Ca2+ 2,3 + 0,5 (n = 3) 0,2

АОА Na+ 4,4 + 0,2 (n = 7) 0,26

K+ 0,126 + 0,003 (n = 3) 0,001

Ca2+ 3,1 + 0,9 (n = 3) 0,4

Примечание: (*) - без учета влагосодержания, составляющего для катализатора АОА 7,5 % - мас.; катализатора АОК 7,0 % -мас.; (**) - здесь и далее параллельные пробы из одной партии катализатора.

Как видно из приведенных в табл.1 данных, количество калия и кальция на поверхности катализаторов достаточно велико - суммарное содержание этих катионов для катализатора АОК составляет порядка 20 %, а в случае катализатора АОА превышает 70 % от концентрации натрия.

Исходя из высокого содержания калия и кальция в исходных катализаторах дегидратации, полагаем, что потребителю (ОАО «НКНХ») целесообразно поставить перед производителями катализаторов вопрос о внесении в нормативные документы показателей, отражающих содержание этих элементов.

Экспериментальная часть

Многоканальный низкотемпературный пламенный фотометр BWB - XP (производство BWB Technologies, UK); воздух + пропан-бутан, одноэлементная калибровка.

Основные характеристики катализаторов АОА и АОК приведены в работах [2, 7].

Десорбция катионов с поверхности катализаторов промышленной грануляции осуществлялась при комнатной температуре в

0,01 М растворе HCl, время экспозиции образца катализатора в растворе 24 - 72 часа. Непосредственно перед измерением в каждую анализируемую пробу добавлялось 0,025 мл 1,0 %-го водного раствора неионогенного ПАВ Bridge 35. Для приготовления и хранения всех растворов использовались: деионизированная вода (18,2 МОм-см), полученная с помощью системы очистки воды PURELAB (ELGA LabWater, UK), и полипропиленовые колбы с резьбовыми крышками (VITLAB GmbH).

Рентгенофлуоресцентный анализ катализаторов выполнен под руководством про-

фессора Р.А. Юсупова на кафедре аналитической химии, сертификации и менеджмента качества ФГБОУ ВПО «КНИТУ».

Литература

1. И.В. Солдатов, Э.А. Каралин, Д.В. Ксенофонтов, Х.Э. Хар-лампиди // Вестник Казанского технологического университета. - 2009. - № 1. - С. 19-22.

2. А.Г. Абрамов, А.И. Мухаметханов, В.А. Васильев, Э.А. Кара-лин // Вестник Казанского технологического университета. -

2010. - № 9. - С. 139-143.

3. А.А Ламберов. Автореф. дис... докт. техн. наук / Казань, 1999.

- 34 с.

4. S. Srinavasan, C.R. Narayanan, A. Biaglow, R. Gorte, A.K. Datye // Appl. Catal. A: General. - 1995.

- Vol. 132. - P. 271.

5. Axens IFP Group Technologies // Режим доступа: http://www.axens.net/, свободный.

6. G. Vivekanandan, V. Krishnasamy // Hungarian Journal of Industrial Chemistry. - 1995.- Vol. 23. -Р. 21.

7. В. А. Васильев, Э. А. Каралин, А. Г. Абрамов,

Д. В. Ксенофонтов, Х. Э. Харлампиди // Вестник Казанского технологического университета. -

2011. - № 13. - С. 73-76.

© В. А. Васильев - асп. каф. общей химической технологии КНИТУ; Д. В. Вафин - зам. нач. цеха ОАО «Нижнекамскнефтехим»; К. Ю. Паращук - студ. КНИТУ; Э. А. Каралин - д-р. техн. наук, проф. каф. общей химической технологии КНИТУ, karalin@kstu.ru.