Universum: технические науки

Таблица 1.
Состав и основные текстурные характеристики использованных катализаторов 
№ 
Состав, масс %, и 
условное обозначение 
Удельная
поверхность м
2
/г 
Механическая
прочность, кг/см
2
 
Выход
ацетона, % 
Конверсия
этанола, 
% 
1. 
ZnO-10,0 
Cr
2
O
3
-10,0 
Al
2
O
3
-80,0 
(ЦХА-1) 
180,0 
52,0 
72,0 
85,0 
2. 
ZnO-10,0 
Fe
2
O
3
-5,0 
Cr
2
O
3
-5,0 
Al
2
O
3
-80,0 
(ЖЦХА-1) 
172,6 
58,0 
85,0 
90,0 
3. 
ZnO-5,0 
Fe
2
O
3
-5,0 
Al
2
O
3
-80,0 
(ЖЦХА-2) 
153,0 
60,0 
80.0 
96,0 
4. 
ZnO-10,0 
ZnF
2
-3,0 
Cr
2
O
3
-3,0 
Al
2
O
3
-84,0 
(ЦХА-2) 
165,0 
55,0 
76,0 
93,0 
5. 
ZnO-3,0 
AlF
3
-3,0 
Cr
2
O
3
-4,0 
Al
2
O
3
-80,0 
(ЖЦХА-3) 
203,0 
53,0 
88,0 
95,0 
Испытание активности синтезированных ката-
лизаторов проводили в реакторе из нержавеющей 
стали размером d
вн
xl=21
×
1000 мм с насыпным 
объемом катализатора 100 см
3
, при температуре 
360-460

С.В ходе исследования было изучено влия-
ние температуры, объемной скорости, массовой доли 
этилового спирта (ЭАФ) в воде, состава катализатора 
и др. на выход ацетона. 
Влияние температуры на выход ацетона изучали 
в интервале 360-460 

С [4]. 
Термодинамический анализ брутто процесса по-
казывает, что реакция образования ацетона из эти-
лового спирта имеет эндотермический эффект 
(

Н=30,65 ккал/моль), т.е. реакция идет с поглоще-
нием тепла. (

S
298

=-23,81 кал/моль) (таб. 2). 

---

№ 12 (93)
декабрь, 2021 г. 
48 
Таблица 2.
Влияние температуры на выход ацетона
(катализатор ЦХА-1; V
общ
=0,8 час
-1
; С
2
Н
5
ОН : Н
2
О=1:4) 
№ 
Температура, 

С 
Выход ацетона, % от теор. 
Конверсия этанола, % 
1. 
360 
53,0 
60,0 
2. 
380 
60,0 
75,0 
3. 
400 
73,0 
86,0 
4. 
420 
85,0 
90,0 
5. 
440 
90,0 
93,0 
6. 
460 
62,0 
96,0 
Изучено влияние объемной скорости на выход 
ацетона (рис.1.). Установлено, что с повышением 
объемной скорости скорость образования ацетона 
уменьшается. 
 
Рисунок 1. Зависимость выхода ацетона от объемной скорости подачи водно-спиртового раствора 
(Т=420

С; катализатор ЖЦХА-1, С
2
Н
5
ОН (ЭАФ): вода=1:4) 
Уменьшение скорости образования ацетона с 
увеличением объемной скорости подачи показывает, 
что реакция идет во внутренней диффузионной обла-
сти и прямо пропорционально скорости диффузии [5]. 
На селективность образования ацетона основное 
влияние оказывает концентрация этилового спирта. 
Установлено, что оптимальное содержание этилового 
спирта в водном растворе 20-30% (табл.3.)
Образование ацетона из этилового спирта отно-
сится к сложным последовательно - параллельным 
процессам. Анализ состава катализата показывает, 
что в состав продуктов превращения этилового спирта 
входит кроме ацетона (ацетальдегид) этилацетат, 
кротоновый альдегид и др. Газообразные продукты 
содержат кроме водорода и диоксида углерода этилен, 
бутадиен-1,3 и др.