Принципи перебігу реакций глибокого окиснення ізопропілового спирту в умовах технології аерозольного нанокаталізу

Автор(и)

  • Tobenna Chimdiadi Philips Східноукраїнський національний університет імені Володимира Даля пр. Центральний, 59-а, м. Сєвєродонецьк, Україна, 93400, Україна https://orcid.org/0000-0002-1298-6554
  • Sergey Kudryavtsev Східноукраїнський національний університет імені Володимира Даля пр. Центральний, 59-а, м. Сєвєродонецьк, Україна, 93400, Україна https://orcid.org/0000-0002-2452-2220
  • Irene Glikina Східноукраїнський національний університет імені Володимира Даля пр. Центральний, 59-а, м. Сєвєродонецьк, Україна, 93400, Україна https://orcid.org/0000-0002-2307-1245
  • Danil Korol Східноукраїнський національний університет імені Володимира Даля пр. Центральний, 59-а, м. Сєвєродонецьк, Україна, 93400, Україна https://orcid.org/0000-0002-2707-8460

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.170488

Ключові слова:

аерозольний нанокаталіз, механохімактивація, окиснення, ізопропиловий спирт, частота, каталітичний генератор тепла

Анотація

Досліджено процес глибокого окиснення ізопропилового спирту в умовах способу каталітичної дії, що має назву аерозольний нанокаталіз. Процес проводили в реакторі із віброзрідженим шаром каталітичної системи, що складається із порошку каталітично активної речовини Fe2O3 та диспергуючого матеріалу. Дослідження проводяться з метою подальшої розробки екологічно чистого каталітичного генератора тепла, що працює за принципами нанотехнологій. Основними факторами, за допомогою яких здійснюється керування в методі аерозольного нанокаталізу, є температура та механохімічна активація каталізатору. Саме механохімактивація дозволяє регулювати режим віброзрідження каталітичної системи, керуючі селективністю каталітичного процесу для отримання необхідних продуктів. Модернізовано лабораторну установку для дослідження хімічних процесів методом аерозольного нанокаталізу в віброзрідженому шарі каталітичної системи під завдання глибокого каталітичного окиснення ізопропанолу. Проведено експериментальні дослідження із вивчення впливу температури на вміст оксиду вуглецю в газах окиснення, ступінь конверсії ізопропанолу та селективність процесу глибокого окиснення. Показано, що практично стовідсоткове окиснення ізопропанолу в СО2 в аерозолі наночасток оксида заліза досягається за температури, що менша 630 °С. При розробці майбутньої технології це дозволить застосовувати низьколеговані сталі та зменшить витрати на устаткування. Результати роботи дозволили визначити напрямки подальших досліджень для оптимізації параметрів керування процесом окиснення ізопропилового спирту з метою його глибокого окиснення та отримання теплової енергії екологічним способом. Проведене порівняння деяких техніко-економічних показників нового процесу з технологіями, що застосовують гетеронегнно-каталітичне окиснення

Біографії авторів

Tobenna Chimdiadi Philips, Східноукраїнський національний університет імені Володимира Даля пр. Центральний, 59-а, м. Сєвєродонецьк, Україна, 93400

Аспірант

Кафедра хімічної інженерії та екології

Sergey Kudryavtsev, Східноукраїнський національний університет імені Володимира Даля пр. Центральний, 59-а, м. Сєвєродонецьк, Україна, 93400

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра хімічної інженерії та екології

Irene Glikina, Східноукраїнський національний університет імені Володимира Даля пр. Центральний, 59-а, м. Сєвєродонецьк, Україна, 93400

Доктор технічних наук, професор

Кафедра хімічної інженерії та екології

Danil Korol, Східноукраїнський національний університет імені Володимира Даля пр. Центральний, 59-а, м. Сєвєродонецьк, Україна, 93400

Аспірант

Кафедра хімічної інженерії та екології

Посилання

  1. Donmez, E. (2011). Catalytic combustion of methanol on structured catalyst for direct methanol fuel cell. Izmir, 69.
  2. Nulevoy sbor: v Minagropolitiki hotyat obnulit' aktsiz na etiloviy spirt. Available at: http://dengi.ua/business/285126-Nylevoi-sbor-v-Minagropolitiki-hotyat-obnylit-akciz-na-etilovii-spirt
  3. Palmer, E. D., Glasgow, I., Nijhawan, S., Clark, D., Guzman, L. (2012). High-purity propylene from refinery LPG. Crambeth Allen Publishing Ltd. Available at: https://www.digitalrefining.com/article/1000361,High_purity_propylene_from_refinery_LPG.html#.XObYvFYzbIU
  4. Prasad, R., Kennedy, L. A., Ruckenstein, E. (1984). Catalytic Combustion. Catalysis Reviews, 26 (1), 1–58. doi: https://doi.org/10.1080/01614948408078059
  5. Glikin, M. (2014). An alternative technology for catalytical processes. the aerosol nanocatalysis. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (6 (71)), 4–11. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2014.27700
  6. Dimov, S., Gasenko, O. (2017). Catalytic combustion and steam reforming of hydrocarbons in microreactor. MATEC Web of Conferences, 115, 03011. doi: https://doi.org/10.1051/matecconf/201711503011
  7. Vereshchagin, S. N., Solov’ev, L. A., Rabchevskii, E. V., Dudnikov, V. A., Ovchinnikov, S. G., Anshits, A. G. (2015). New method for regulating the activity of ABO3 perovskite catalysts. Kinetics and Catalysis, 56 (5), 640–645. doi: https://doi.org/10.1134/s0023158415040199
  8. Chang, Y.-J., Lin, C.-H., Hwa, M.-Y. et. al. (2010). Study on the decomposition of isopropyl alcohol by using microwave/Fe3O4 catalytic system. J. Environ. Eng. Manage, 20 (2), 63–68.
  9. Tu, Y.-J., Lou, J. C. (2007). Isopropyl alcohol combustion on ferrite catalyst NiFe2O4. Proc. of the 3rd IASME/WSEAS int. conf. on Energy Environment, Ecosystems and Sustainabele Development. Agios Nikolaos, 307–312.
  10. McCarthy, J. G., Chang, Y. F., Wong, V. L., Johansson, E. M. (1997). Kinetics of high temperature methane combustion by metal oxide catalysts. Div. Petrol. Chem., 42, 158–165.
  11. Vayenas, C. G., Bebelis, S., Pliangos, C., Brosda, S., Tsiplakides, D. (2001). Electrochemical Activation of Catalysis. Promotion, Electrochemical Promotion, and Metal-Support Interactions. Springer, 574. doi: https://doi.org/10.1007/b115566
  12. Glikin, M. A. (1996). Aerozol'niy kataliz. Teoreticheskie osnovy himicheskoy tekhnologii, 30 (4), 430–435.
  13. Spivey, J. J, Roberts, G. W. (2004). Catalysis. The Royal Society of Chemistry, 17, 1–115.
  14. Zwinkels, M. F. M., Järås, S. G., Menon, P. G., Griffin, T. A. (1993). Catalytic Materials for High-Temperature Combustion. Catalysis Reviews, 35 (3), 319–358. doi: https://doi.org/10.1080/01614949308013910
  15. Sheludyakov, E. P. (2009). Pat. No. 2406954 RF. Kataliticheskiy generator tepla. No. 2009127412/06; declareted: 16.07.2009; published: 20.12.2010. Bul. No. 35, 5.
  16. Strizhak, P. Y., Solovyov, S. O., Trypolsky, A. I., Kirienko, P. I., Stoliarchuk, I. L. (2016). Self-Sustained Flameless Heat Generator Based on Catalytic Oxidation of Methane or Propane-Butane Mixture for Various Object Heating Including Field Heating. Nauka ta innovacii, 12 (5), 32–46. doi: https://doi.org/10.15407/scin12.05.032
  17. Simonov, A. D., Fedorov, I. A., Dubinin, Y. V., Yazikov, N. A., Yakovlev, V. A., Parmon, V. N. (2012). Catalytic thermal systems for industrial heating. Kataliz v promyshlennosti, 3, 50–57.
  18. Hayes, R. E., Kolackkowski, S. T. (1997). Introduction to catalytic combustion. Gordon & Breach, 681.
  19. Glikin, M. А., Kudryavtsev, S. A., Glikina, I. M. (2016). Improvement of production by aerosol nanocatalysis technology with mechanical activation of catalyst particles. Technology audit and production reserves, 6 (3 (32)), 4–8. doi: https://doi.org/10.15587/2312-8372.2016.85475
  20. Glikin, M. A., Glikina, I. M., Kauffeldt, E. (2005). Investigations and Applications of Aerosol Nano-Catalysis in a Vibrofluidized (Vibrating) Bed. Adsorption Science & Technology, 23 (2), 135–143. doi: https://doi.org/10.1260/0263617054037781
  21. Luhovskoi, A., Glikin, M., Kudryavtsev, S., Glikina, I. (2017). Obtaining synthesis-gas by the stone coal steam conversion using technology of aerosol nanocatalysis. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (6 (90)), 53–58. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.118396

##submission.downloads##

Опубліковано

2019-06-17

Як цитувати

Philips, T. C., Kudryavtsev, S., Glikina, I., & Korol, D. (2019). Принципи перебігу реакций глибокого окиснення ізопропілового спирту в умовах технології аерозольного нанокаталізу. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(6 (99), 37–43. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.170488

Номер

Том 3 № 6 (99) (2019): Технології органічних та неорганічних речовин

Розділ

Технології органічних та неорганічних речовин

Ліцензія

Авторське право (c) 2019 Tobenna Chimdiadi Philips, Sergey Kudryavtsev, Irene Glikina, Danil Korol

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.