Анотація до роботи:

Цибух Р. Д. Окиснювальне дегідрування етилбензолу до стиролу. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.04. - технологія продуктів органічного синтезу.- Національний університет “Львівська політехніка”, Львів, 2002.

Дисертація присвячена основам технології одержання стиролу окиснювальним дегідруванням етилбензолу. Розроблено високоактивні, селективні за стиролом Fe₂BiMo₂O_х та промотований оксидом алюмінію Fe₂BiMo₂Al_0.25O_х каталізатори реакції окиснювального дегідрування етилбензолу до стиролу. Встановлена залежність між фізико-хімічними та каталітичними властивостями вивчених каталізаторів. Визначені активні фази оптимального каталізатора і показана динаміка їх формування під дією реакційного середовища в часі. Визначені кінетичні закономірності процесу на кращому каталізаторі. Запропонована кінетична модель для реакції в присутності кращого каталізатора, на основі якої виконана оптимізація процесу ОД етилбензолу. Розроблені основи технології одержання стиролу ОД етилбензолу.

1. Розроблено новий активний та високоселективний каталізатор окиснювального дегідрування ЕБ до СТ на основі системи Fe-Ві-Mo-O. Визначено оптимальне співвідношення елементів у каталізаторі та оптимальні умови процесу, в яких вихід стиролу складає 88 %.

2. Для підвищення активності оптимального за виходом СТ Fe₂ВіMo₂O_х каталізатора запропоновано промотувати його оксидом алюмінію або проводити обробку на стадії його приготування ультразвуковим полем. Встановлено оптимальну концентрацію промотора у каталізаторі, в присутності якого оптимальну температуру проведення процесу можна понизити на 60 з більш високим виходом СТ - 97,7 % у порівнянні з непромотованим каталізатором.

3. Рентгенофазовим та ІЧ - спектроскопічним аналізами показано, що значне відновлення каталізатора призводить до зміни його фазового складу, утворення нової фази - MoO₂ і втрати активності каталізатора. За допомогою рентгенофазового, дериватографічного та термогравіметричного аналізів виявлено, що у Fe-Ві-Mo-O системі в процесі приготування утворюються молібдат заліза - Fe₂(MoO₄)₃, a-, g- молібдати вісмуту, а також потрійна сполука FeBi₃Mo₂O₁₂.

4. Досліджені кислотні та основні властивості непромотованих та промотованих оксидом алюмінію Fe-Bi-Mo-O каталізаторів. Виявлено, що оптимальний непромотований каталізатор має найбільшу кислотність і основність поверхні в порівнянні з іншими дослідженими Fe-Bi-Mo-O каталізаторами.

5. Адсорбцією та програмованою термосорбцією ЕБ та СТ з поверхні промотованих та непромотованих оксидом алюмінію каталізаторів показано, що поверхня цих каталізаторів неоднорідна - існують дві форми десорбції як для ЕБ, так і для СТ. Максимальна кількість ЕБ хемосорбується на оптимальному каталізаторі у першій формі адсорбції.

6. Певної залежності між концентрацією вісмуту в системі Fe₂-Bi_х-Mo₂-O_у та кількістю хемосорбованого СТ не виявлено. Встановлено, що зростання активності промотованих Al₂O₃ каталізаторів симбатне їх здатності адсорбувати ЕБ, а збільшення їх селективності за СТ антибатне цій їх здатності. Утворення СТ відбувається на помірних за силою активних центрах хемосорбції ЕБ. З більш міцної форми хемосорбції ЕБ і СТ утворюються продукти деструктивного і глибокого окиснення.

7. Вивчена кінетика окиснювального дегідрування ЕБ до СТ на оптимальному за складом Fe₂BiMo₂O_x каталізаторі. Знайдено, що в межах досліджених концентрацій реагентів експериментальні дані добре описуються простими степеневими рівняннями. У відповідності з запропонованими кінетичними рівняннями розраховані кінетичні параметри, які задовільно описують процес.

8. На основі кінетичних рівнянь виконана оптимізація процесу окиснювального дегідрування ЕБ. Запропонована принципова технологічна схема отримання СТ окиснювальним дегідруванням ЕБ. При конверсії вихідного ЕБ 96,7 % і селективності за СТ 91,1 % вихід СТ досягає 88,0 %. Одержані результати досліджень перевірені на дослідній установці Бориславського НДІ “Синтез”.

Основний зміст роботи викладено в таких публікаціях:

1. Цибух Р. Д., Жизневський В. М., Гуменецький В. В. Окислювальне дегідрування етилбензолу в стирол на Fe-Bi-Mo оксидних каталізаторах. // Вісник ДУ “Львів. політехн.”. Хімія, технологія речовин та їх застосування. – Львів, 1999. - № 374.- С. 121-123.

2. В. М. Жизневський, В. В. Гуменецький, Р. Д. Цибух, Т. Л. Кудацька. Окислювальне дегідрування етилбензолу до стиролу на Fe-Bi-Mo-O_x вмісних каталізаторах. // Укр. хім. журн. - 2000. - Т. 66. - № 2.- С. 96 - 100.

3. Цибух Р. Д., Гуменецький В. В. Вплив алюмінію на каталітичні властивості Fe-Bi-Mo оксидного каталізатора в процесі окислювального дегідрування етилбензолу до стиролу // Вісник ДУ “Львів. політехн.”. Хімія, технологія речовин та їх застосування. – Львів, 2000. - № 395. - С. 52-55.

4. Цибух Р. Д., Жизневський В. М., Кочубей В. В., Гуменецький В. В. Термографічні дослідження Fe-Bi-Mo оксидного каталізатора процесу окислювального дегідрування етилбензолу до стиролу. // Вісник ДУ “Львів. політехн.”. Хімія, технологія речовин та їх застосування. – Львів, 2000.-№ 414 - С. 16-19.

5. V. Zhyznevskiy, R. Tsybukh, V. Gumenetskiy. Physico-chemical and catalytic properties of
Fe-Bi-Mo-O catalysts in the oxidative dehydrogenation of ethylbenzene. // Reaction Kinetics and Catalysis Letters. - 2000. - Vol.71. - № 2. - P. 209 - 215.

6. Цибух Р. Д., Жизневський В. М., Гуменецький В. В. Окислювальне дегідрування етилбензолу до стиролу на Fe-Bi-Mo-O_x каталізаторах. // Укр. хім. журн. - 2001.- Т.67.- №. 6. - С. 93 - 97.

7. Цибух Р. Д., Жизневський В. М., Кочубей В. В., Гуменецький В. В. Окислювальне дегідрування етилбензолу в стирол на Fe-Mo-O та Fe-Bi-Mo-O вмісних каталізаторах. // Тези доп. VII наукової конференції “Львівські хімічні читання – 99”.- Львів.– 1999.– С. 63.

8. Цибух Р. Д. Окислювальне дегідрування етилбензолу в стирол на Fe-Mo-O та Fe-Bi-Mo-O оксидних каталізаторах. // Тези доп. II Всеукраїнської конференції молодих студентів, аспірантів та молодих вчених “Екологія. Людина. Суспільство.“. - Київ. – 1999. – С. 66.

9. V. M. Zhyznevskiy, R. D. Tsybukh, V.V. Gymenetskiy. Physico-chemical and catalytic properties of Fe-Bi-Mo-O catalysts for the oxidative dehydrogenation of ethylbenzene. // Тези доп. міжнарод. наук. конф. "4-я Международная конференция по химии нефти и газа". - Томск. - 2000. - С.356.

10. В. М. Жизневський, Р. Д. Цибух, В. В. Гуменецький. Спосіб одержання стиролу. // Пат. України № 38189. – Опубл.15.05.2001. – Бюлетень № 4.