Homogeneous Catalysts for Redox Processes Based on Heteropolyacids Solutions. V. Developing Two-Stage Process for Oxidation of Propylene to Acetone
- Autores: Rodikova Y.1, Zhizhina E.1
-
Afiliações:
- Boreskov Institute of Catalysis, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences
- Edição: Volume 64, Nº 6 (2023)
- Páginas: 667-680
- Seção: ОБЗОР
- URL: https://journals.rcsi.science/0453-8811/article/view/231787
- DOI: https://doi.org/10.31857/S045388112306014X
- EDN: https://elibrary.ru/KWCNUQ
- ID: 231787
Citar
Resumo
Investigations on the development of homogeneous chloride-free two-stage process (1st stage – target reaction, 2nd stage – catalyst regeneration) for oxidizing С3Н6 to acetone with oxygen in the presence of catalyst \({\text{Pd}}_{{{\text{aq}}}}^{{{\text{2 + }}}}\) + Mo-V-Р heteropoly acid (HPA-х, х is the number of V atoms) have been presented. The kinetic equation of the target reaction has been obtained, and its mechanism has been proposed. It has been shown that catalysts based on high-vanadium modified (non-Keggin) compositions HPA-xm are the most efficient. The kinetics of C3H6 oxidation in the presence of Keggin HPA-x and HPA-xm solutions has been the same, but only the \({\text{Pd}}_{{{\text{aq}}}}^{{{\text{2 + }}}}\) + HPA-xm catalysts have turned out to be technologically feasible. These have a high thermal stability (up to 180°C), which allows the catalyst to be rapidly regenerated with oxygen. This favorably distinguishes the catalysts based on HPA-xm from Keggin HPA-x, the thermal stability of which is limited to 140°C. The possibility of rapid regeneration of the catalyst has made it possible to close the 2-stage catalytic cycle of C3H6 oxidation to acetone with oxygen and has opened up prospects for the practical use of the process in the presence of \({\text{Pd}}_{{{\text{aq}}}}^{{{\text{2 + }}}}\) + HPA-xm. The catalyst has been successfully tested for stability.
Sobre autores
Yu. Rodikova
Boreskov Institute of Catalysis, Siberian Branch, Russian Academyof Sciences
Autor responsável pela correspondência
Email: rodikova@catalysis.ru
Russia, 630090, Novosibirsk, prosp. Acad. Lavrentieva 5
E. Zhizhina
Boreskov Institute of Catalysis, Siberian Branch, Russian Academyof Sciences
Email: rodikova@catalysis.ru
Russia, 630090, Novosibirsk, prosp. Acad. Lavrentieva 5
Bibliografia
- Cornell C.N., Sigman M.S. // Inorg. Chem. 2007. V. 46. P. 1903.
- Gligorich K.M., Sigman M.S. // Chem. Commun. 2009. P. 3854.
- McDonald R.I., Liu G., Stahl S.S. // Chem. Rev. 2011. V. 111. P. 2981.
- Sigman M.S., Werner E.W. // Acc. Chem. Res. 2012. V. 45. № 6. P. 874.
- Гогин Л.Л., Жижина Е.Г. // Катализ в промышленности. 2021. Т. 21. № 1−2. С. 67. Gogin L.L., Zhizhina E.G. // Catalysis in Industry. 2021. V. 13. № 3. P. 263.
- Smidt J., Hafner W., Jira R., Sedlmeier J., Sieber R., Kojer H., Rüttinger R. // Angew. Chem. 1959. V. 71. P. 176.
- Pat. 1049845 DE, 1959.
- Родикова Ю.А., Жижина Е.Г. // Кинетика и катализ. 2023. Т. 64. № 2. С. 121. (Rodikova Y.A., Zhizhina E.G. // Kinet. Catal. 2023. V. 64. № 2. P. 105.)
- Темкин О.Н. // Кинетика и катализ. 2020. Т. 61. № 5. С. 595.
- Жижина Е.Г., Шитова Н.Б., Матвеев К.И. // Кинетика и катализ. 1981. Т. 22. № 6. С. 1451. (Zhizhina E.G., Shitova N.B., Matveev K.I. // Kinet. Catal. 1981. V. 22. № 6. P. 1153.)
- Матвеев К.И., Жижина Е.Г., Одяков В.Ф., Пармон В.Н. // Катализ в промышленности. 2014. № 3. С. 32. (Matveev K.I., Zhizhina E.G., Odyakov V.F., Parmon V.N. // Catal. Indust. 2014. V. 6. № 3. P. 202.)
- Одяков В.Ф., Жижина Е.Г., Матвеев К.И., Пармон В.Н. // Катализ в промышленности. 2015. № 1. С. 18. (Odyakov V.F., Zhizhina E.G., Matveev K.I., Parmon V.N. // Catal. Indust. 2015. V. 7. № 2. P. 111.)
- Одяков В.Ф., Жижина Е.Г. // Кинетика и катализ. 2011. Т. 52. № 6. С. 849. (Odyakov V.F., Zhizhina E.G. // Kinet. Catal. 2011. V. 52. № 6. P. 828.)
- Жижина Е.Г., Гогин Л.Л. // Кинетика и катализ. 2021. Т. 62. № 5. С. 536. (Zhizhina E.G., Gogin L.L. // Kinet. Catal. 2021. V. 62. № 5. P. 580.)
- Жижина Е.Г., Гогин Л.Л., Родикова Ю.А., Бухтияров В.И. // Кинетика и катализ. 2021. Т. 62. № 2. С. 135. (Zhizhina E.G., Gogin L.L., Rodikova Y.A., Bukhtiyarov V.I. // Kinet. Catal. 2021. V. 62. № 2. P. 197.)
- Пaт. 2230612 C1 RU, 2004.
- Пaт. 2243818 C1 RU, 2005.
- Пaт. 2275960 C1 RU, 2006.
- Одяков В.Ф., Жижина Е.Г., Максимовская Р.И., Матвеев К.И. // Кинетика и катализ. 1995. Т. 36. № 5. С. 795. (Odyakov V.F., Zhizhina E.G., Maksimovskaya R.I., Matveev K.I. // Kinet. Catal. 1995. V. 36. № 5. P. 733.)
- Odyakov V.F., Zhizhina E.G., Maksimovskaya R.I. // Appl. Catal. A: Gen. 2008. V. 342. P. 126.
- Шитова Н.Б., Кузнецова Л.И., Матвеев К.И. // Изв. Сиб. отд. АН СССР, сер. хим. наук. 1973. Т. 25. № 1. С. 25.
- Коттон Ф., Уилкинсон Дж. Современная неорганическая химия. Ч. 3. Москва: Мир, 1969. 592 с. (Cotton F.A., Wilkinson G. Advanced inorganic chemistry: a comprehensive text. 2nd revised and augmented edition. Interscience publishers: a division of John Wiley & Sons.)
- Kingston J.V., Scollary G.R.A. // Chem. Commun. 1969. № 9. P. 455.
- Deeming A.T., Yonson B.F.G., Lewis I. // J. Organometal. Chem. 1969. V. 17. № 3. P. 40.
- Pat. 826603 BE, 1975.
- Матвеев К.И., Жижина Е.Г., Шитова Н.Б., Кузнецова Л.И. // Кинетика и катализ. 1977. Т. 18. № 2. С. 380. (Matveev K.I., Zhizhina E.G., Shitova N.B., Kuznetsova L.I. // Kinet. Catal. 1977. V. 18. № 2. P. 320.)
- Максимовская Р.И., Федотов М.А., Мастихин В.М., Кузнецова Л.И., Матвеев К.И. // Докл. АН СССР. 1978. Т. 240. С. 117.
- Zhizhina E.G., Kuznetsova L.I., Maksimovskaya R.I., Pavlova S.N., Matveev K.I. // J. Mol. Catal. 1986. V. 38. P. 345.
- Одяков В.Ф., Жижина Е.Г., Матвеев К.И. // ЖНХ. 2000. Т. 45. С. 1379. (Odyakov V.F., Zhizhina E.G., Matveev K.I. // Russ. J. Inorg. Chem. 2000. V. 45. № 8. P. 1258.)
- Zhizhina E.G., Odyakov V.F., Simonova M.V., Matveev K.I. // React. Kinet. Catal. Lett. 2003. V. 78. № 2. P. 373.
- Жижина Е.Г., Одяков В.Ф., Симонова М.В., Матвеев К.И. // Кинетика и катализ. 2005. Т. 46. № 3. С. 380. (Zhizhina E.G., Odyakov V.F., Simonova M.V., Matveev K.I. // Kinet. Catal. 2005. V. 46. № 3. P. 354.)
- Zhizhina E.G., Odyakov V.F. // Int. J. Chem. Kinet. 2014. V. 46. I. 9. P. 567.
- Максимов Г.М., Максимовская Р.И., Матвеев К.И. // ЖНХ. 1997. Т. 42. № 6. С. 990.
- Zhizhina E.G., Simonova M.V., Odyakov V.F., Matveev K.I. // Appl. Catal. A: Gen. 2007. V. 319. P. 91.
- Odyakov V.F., Zhizhina E.G., Rodikova Yu.A., Gogin L.L. // Eur. J. Inorg. Chem. 2015. V. 2015. № 22. P. 3618.
- Матвеев К.И., Шитова Н.Б., Жижина Е.Г. // Кинетика и катализ. 1976. Т. 17. № 4. С. 893. (Matveev K.I., Shitova N.B., Zhizhina E.G. // Kinet. Catal. 1976. V. 17. № 4. P. 779.)
- Dikshitulu L.S.A., Gopala Rao G. // Analyt. Bioanalyt. Chem. 1962. T. 189. № 5. C. 421.
- Zhizhina E.G., Odyakov V.F. // Appl. Catal. A: Gen. 2009. V. 358. № 2. P. 254.
- Одяков В.Ф., Кузнецова Л.И., Матвеев К.И. // ЖНХ. 1978. Т. 23. № 2. С. 457.
- Standard Potentials in Aqueous Solution. Eds. Bard A.J., Parsons R. New York: Dekker, 1985.
- Новый справочник химика и технолога. Электродные процессы. Химическая кинетика и диффузия. Коллоидная химия. Санкт-Петербург: АНО НПО “Профессионал”, 2004. С. 19.
- Шитова Н.Б., Кузнецова Л.И., Юрченко Э.Н., Овсянникова И.А., Матвеев К.И. // Изв. АН СССР, Сер. хим. 1973. № 8. С. 1453.
- Пaт. 1420714 A1 SU, 1995.
- Пaт. 1555941 A1 SU, 1995.
- Gouzerh P., Proust A. // Chem. Rev. 1998. V. 98. P. 77.
- Кожевников И.В., Тарабанько В.Е., Матвеев К.И. // Кинетика и катализ. 1981. Т. 22. С. 619.
- Жижина Е.Г., Кузнецова Л.И., Матвеев К.И. // Кинетика и катализ. 1988. Т. 29. № 1. С. 130. (Zhizhina E.G., Kuznetsova L.I., Matveev K.I. // Kinet. Catal. 1988. V. 29. P. 113.)
- Темкин О.Н., Брук Л.Г. // Успехи химии. 1983. Т. 52. С. 117.
- Путин А.Ю., Кацман Е.А., Темкин О.Н., Брук Л.Г. // Журн. физ. химии. 2017. Т. 91. № 4. С. 654.
- Путин А.Ю., Кацман Е.А., Брук Л.Г. // Журн. физ. химии. 2019. Т. 93. № 2. С. 199.
- Жижина Е.Г., Симонова М.В., Одяков В.Ф., Матвеев К.И. // Катализ в промышленности. 2005. № 2. С. 17.