Ароматизация алифатических углеводородов с использованием модифицированных цеолитсодержащих катализаторов

• Автор: Егорова, Светлана Робертовна
• Шифр специальности: 05.17.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 150 с.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
АУ - ароматические углеводороды
УВ - углеводороды
04 - октановое число
ВКЦ - высококремнистые цеолиты
БТК - бензол-толуол-ксилольная фракция
ВСГ - водородсодержащий газ
п.п. - полосы поглощения
В-центры - бренстедовские кислотные центры
Ь-центры - льюисовские кислотные центры
ТО - термообработка
ТПО - термопаровая обработка
Н - модуль загрузки цеолита в камеру электролизера
хд - химическое декатионирование
ЭА - электрохимическая анодная обработка
ЭК - электрохимическая катодная обработка

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. Литературный обзор
1.1. Гетерогенные каталитические системы на основе цеолитов в технологии органических веществ
1.1.1. Получение продуктов органического синтеза ароматизацией индивидуальных углеводородов
1.1.2. Ароматизация смесей углеводородов
1.2. Свойства цеолитов, определяющие их каталитическую активность
1.2.1. Строение, молекулярно-ситовой эффект, ионообменные свойства
1.2.2. Кислотно-основные свойства цеолитов
1.3. Методы модифицирования цеолитов
1.3.1. Метод катионного обмена. Декатионирование
1.3.2. Термическая и гидротермальная обработка цеолитов
1.3.3. Деалюминирование цеолитов
1.3.4. Изоморфное замещение каркасного алюминия
1.3.5. Модифицирование электродиализом
1.3.6. Выводы и постановка задачи
Глава 2. Оптимизация процесса электрохимического декатионирования цеолитов
2.1. Влияние режимов электрохимического декатионирования на остаточное содержание натрия в синтетических цеолитах
2.2. Влияние природы межкамерной перегородки
2.3. Влияние природы и концентрации фонового электролита на степень декатионирования ЦВМ
2.4. Влияние модуля загрузки на степень декатионирования ЦВМ
2.5. Влияние электрохимической обработки на степень кристалличности ЦВМ
Глава 3. Влияние электрохимического способа модифицирования на текстуру ЦВМ
3.1 Анализ изотерм
3.2. Текстурные характеристики
Глава 4. Кислотно-основные свойства электрохимически модифицированных ЦВМ
4.1. Бренстедовские кислотные центры
4.2. Льюисовские кислотные центры
4.3. Квантово-химическое исследование формирования цеолитных льюисовских кислотных центров и их кислотности
Глава 5. Каталитические испытания модифицированных ЦВМ
5.1. Каталитический крекинг керосино-газойлевой фракции
5.1. Реакция ароматизации этилена
5.2. Реакция ароматизации прямогонного бензина
5.4. Сравнительные испытания катализаторов
Выводы
Глава 6. Экспериментальная часть
6.1. Исходные вещества
6.2. Электрохимическое модифицирование ЦВМ
6.2.1. Электрохимическое декатионирование
6.2.2. Электрохимическое нанесение цинка
6.3. Методы исследования
6.3.1. Определение массовой доли окиси натрия
6.3.2. Определение содержания оксида алюминия и оксида цинка
6.3.3. Определение степени кристалличности
6.3.4. Исследования методом ЯМР27А1 высокого разрешения
6.3.5. ИК спектроскопические исследования
6.3.6. Определение удельной поверхности
6.3.7. Пирометрические измерения
6.4. Испытания катализаторов
6.4.1. Приготовление катализатора
6.4.2. Исследование каталитических свойств
6.4.3. Анализ УВ
Литература
Приложения

Каждой величине pH соответствует определенная концентрация ионов натрия в цеолите, после достижения которой натрий из компенсаторных позиций не удаляется независимо от длительности обработки цеолита. Так, общая степень декатионирования цеолита, модифицированного в растворе НС1, имеющем значение pH = 3.3, не превышает 44 %. При этом из цеолита удаляются преимущественно некомпенсаторные ионы натрия, а доля компенсаторных катионов натрия, замещенных на протон составляет 1 %. Более эффективно (99.3 %) ионный обмен происходит при рН=-1.5 (25 % раствор НС1). Однако в данных условиях, как будет показано в последующих главах, цеолит деалюминируется [150,151].
При декатионировании водной суспензии цеолита в анодной камере электролизера в начальный момент времени основными носителями заряда являются катионы натрия, вышедшие из объема цеолита в раствор. В результате протекания реакции НгО - 2 е -» 2Н+ + 1/20г и разделения продуктов катодной и анодной реакций межкамерной перегородкой значение pH анодного раствора снижается до уровня рНстаб, при котором кислотность раствора стабилизируется - устанавливается равновесие между количеством генерированных и восстановленных на катоде протонов.
Значение рНсхаб анодного раствора в электролизере с катионообменной мембраной определяется концентрацией носителей заряда: рН=-1§ (К+10'рНисх) [152], где К- эквивалентное накопление кислотности в анодном растворе (мг-экв/л)

К=1000/Б Ьна+<П)т,

Пиа+ - число переноса катионов натрия; (Шт - расход тока.
Поэтому при постоянной концентрации носителей заряда стабилизированное значение pH в анодной камере для различных величин разности потенциалов (ДЦ) на электродах будет одинаково, а разность потенциалов будет определять скорость установления данного значения рНСТаб. С увеличением разности потенциалов возрастает число переноса катионов натрия, а, следовательно, уменьшается Время достижения величины рНстаб.
Из кинетики накопления натрия в катодной камере мембранного электролизера при модуле загрузки цеолита в анодную камеру Н=5.7 г/л, представленной на рис.2.1, следует, что с изменением разности потенциалов с 75 В до 240 В скорость электромиграции катионов натрия из анодного пространства в катодное возрастает примерно в 1.6 раза.