Анализ газообразных продуктов реакции, содержащих Н₂, СО, СО₂, CH₄, ДМЭ и смесь углеводородов С₂ - С₄, проводили на хроматографах ЛХМ-8МД с использованием катарометров, четырех насадочных колонок и печи конверсии углеводородов. Анализируемым газом последовательно продували петли кранов-дозаторов и далее пробу газа вводили на анализ в колонки А и Г. По завершении анализа на этих колонках газ подавался на колонки Б и В.

Условия анализа ДМЭ (колонка А):

Колонка из нержавеющей стали, L=1,5м, D=2мм.

Адсорбент Порапак PQS;

Газ-носитель  Не ;

Температура испарителя 125°С;

Расход газа-носителя 30 мл/мин

Ток моста 120 мА.

Условия анализа углеводородов (колонка Б):

Колонка из нержавеющей стали, L=6м, D=2мм.

Колонка из нержавеющей стали, L=l ,5м, D=2мм.

Адсорбент А1₂О₃;

Газ-носитель  Аг;

Температура колонки 75°С

Расход газа-носителя 30 мл/мин

Ток моста 65 мА;

Температура печи конверсии углеводородов 900°С.

Условия анализа Аr, СО (колонка В):

Колонка из нержавеющей стали, L=4м, D=2мм.

Адсорбент молекулярные сита, 5А;

Газ-носитель  Не ;

Температура колонки 75°С

Температура испарителя  125°С;

Расход газа-носителя 30 мл/мин

Ток моста 120мА.

Условия анализа Н₂, CH₄, CO₂ (колонка Г):

Колонка из нержавеющей стали, L=2м, D=2мм.

Адсорбент уголь СКТ;

Газ-носитель Аr;

Температура колонки 75°С

Расход газа-носителя 30 мл/мин

Ток моста 65 мА.

Калибровочные коэффициенты определялись по площадям пиков, полученных при заколе чистых веществ на соответствующие колонки, в соответствии с уравнениями:

К_ДМЭ =S_Ar2 / S_ДМЭ

K_H2=S_H2/ S_Hе

K_CO=S_CO/S_Ar1

K_CO2=S_CO2/S_Ar2

K_CH4=S_CH4/S_Ar1

где S_Hе, S_Ar1 , S_Ar2 - площади пиков чистых аргона и гелия, полученных соответственно с колонок Г, В и А. Калибровочные коэффициенты проверяются каждые два месяца, площади пиков берутся как среднее значение из трех вводов. Значения калибровочных коэффициентов представлены ниже:

К_ДМЭ = 0,68

K_H2= 1,64

K_CO= 0,75

K_CO2= 2,58

K_CH4= 0,5

Ежедневно хроматографы калибровались по аргону и гелию.

Концентрации газообразных продуктов реакции (%об.) определялись по формулам:

C_ДМЭ=S_ДМЭ*K_ДМЭ*M_ДМЭ*100/(S _Ar2*M _Ar2) (3)

С_Н2=S_H2*M_H2*100/(K_H2*S_He*M_He) (4)

C_CO=S_CO*M_CO*100/(K_CO*S_Ar1*M_Ar1) (5) C_CO2=S_CO2*M_CO2*100/(K_CO2*S_Ar2*M_Ar2) (6) C_CH4=S_CH4*M_CH4*100/(K_CH4*S_Ar1*M_Ar1) (7)

где: Sдмэ= S_H2, Sco, S_CO2, S_CH4 - площади пиков компонентов газообразных продуктов реакции,

М - масштаб записи пика,

К - калибровочные коэффициенты.

Концентрации углеводородной смеси рассчитывались по формуле:

Ci=Si*Ki*100/(Si*Ki)    (9)

где: Si- площади пиков компонентов углеводородной смеси,

Ki- количество молекул водорода в углеводороде.

Далее концентрация водорода в смеси углеводородов приравнивалась к С_H2, полученной из уравнения (10) и соответственно пересчитывались концентрации всех углеводородов по пропорции:

C_{У.В. (1)} =C_H2* C_У.В. / C_{H2 У.В.}  (10)

где: C_{У.В. (1)} - концентрация углеводорода, приведенная к одинаковой концентрации водорода в составах газа, полученных по результатам разных анализов.

Полученные концентрации углеводородной и не углеводородной газовых смесей приводились к одному составу по уравнению:

C i =C ri * 100 / (  ( C_r+( C_{У.В. (1)-} -( C_{H2 У.В.} + C_{CH4 У.В.}))  (11)

где: C ri - концентрация i-того компонента углеводородной или не углеводородной газовых смесей,

С_г - концентрации не углеводородной газовой смеси,

C_{H2 У.В.} , C_{CH4 У.В} концентрации водорода и метана в углеводородной газовой смеси.

Количество газа, полученное за время опыта, определялось исходя из известного количества аргона, подаваемого в реактор, и его концентрации в смеси газообразных продуктов реакции по уравнению:

V_r = (V_Ar/C_Ar)*100-V_Ar (12)

13.4 Методика определения удельной поверхности

Измерение удельной поверхности дисперсных пористых тел, в том числе катализаторов и сорбентов, является в настоящее время необходимым элементом научных исследований и средством контроля в соответствующих технологических процессах. Из многочисленных методов определения удельной поверхности твердых тел наиболее универсальными и широко используемыми являются методы газовой адсорбции [35].

Для определения удельной поверхности интересующих нас образцов в работе был использован метод низкотемпературной десорбции аргона. Анализ проводили на приборе ЛХМ-8МД при следующих условиях:

Ток моста катарометра92мА;

Скорость газа-носителя гелия с 10% об. Аргона 30 мл/мин.;

Температура образца катализатора - 195,8°С;

Эталон - -А1₂О₃ Sуд. = 160м²/г.

 Расчет удельной поверхности проводили методом сравнения площадей де-сорбционных пиков, пропорциональных поверхности образца и эталона в соответствии со следующим уравнением [35 ]:

Sⁱ_уд=s_i*g _оэт* S^эт_уд(g_i*s^эт₀ )

где: Si- площадь десорбционного пика образца, мм ;

 g_i - навеска образца, г;

s^эт₀ - площадь десорбционного пика эталона, мм ;

g_оэт - навеска эталона, г;

 S^эт_уд - удельная поверхность эталона, м²/г.