Fundamental origins of different activity and time-on-stream stability of supported Mo-, W-, and Re-based materials in metathesis of ethylene and 2-butene to propene

• Antragsteller: Professor Dr. Evgenii Kondratenko; Dr. David Linke
• Fachliche Zuordnung: Technische Chemie
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 188582486

Eine attraktive Methode zur bedarfsgerechten Herstellung von Propen ist die Metathese von Ethen und 2-Buten an Trägerkatalysatoren mit WOx-, MoOx-, oder ReOx als Aktivkomponente. Die Katalysatoren arbeiten bei deutlich verschiedener Reaktionstemperatur (300 °C, 100 °C, Raumtemperatur) und unterscheiden sich in der Selektivität und im Deaktivierungsverhalten. Welche elementaren Katalysatoreigenschaften für diese Unterschiede verantwortlich sind, ist noch weitgehend offen, obwohl die Reaktion bereits industriell angewandt wird. Frühere Ergebnisse für die umgekehrte, von Propen ausgehende Reaktion, sind nur eingeschränkt übertragbar, da die Metathese ausgehend von Ethen und 2-Buten durch parallel ablaufende cis/trans- und 1/2-Doppelbindungs-Isomerisierung verkompliziert wird. Die Wissenslücken zu schließen, ist die Aufgabe dieses Projektes. Für die Metathese von Ethen und 2-Buten zu Propen an wohldefinierten WOx-, MoOx-, und ReOx–Trägerkatalysatoren sollen (i) Struktur-Aktivitäts/Selektivitäts-Beziehungen ermittelt werden und (ii) die Kinetik der Metathese und der 2-Buten-Isomerisierungen untersucht werden. Stationäre und instationäre kinetische Untersuchungen werden kombiniert mit zeitlich und örtlich aufgelöster insitu Charakterisierung, um Korrelationen zwischen der Geschwindigkeit einzelner Reaktionsschritte und Festkörper-Eigenschaften der Katalysatoren abzuleiten und um das unterschiedliche Deaktivierungsverhalten zu verstehen. Die Ergebnisse sollen letztendlich ein verbessertes Katalysatordesign ermöglichen und dazu dienen, Metathesereaktoren effizienter betreiben zu können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen