Закономерности формирования катализаторов на основе сульфатированного диоксида циркония и их активность в изомеризации легких алканов

• Автор: Санников, Александр Леонидович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 142 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Предпосылки развития процессов изомеризации алканов

1.2 Термодинамические основы изомеризации алканов

1.3 Кислотные катализаторы, характеристика кислотных свойств

1.4 Типы катализаторов изомеризации, их характеристика

1.5 Физикохимические и каталитические свойства катализаторов на основе сульфатированного 2Ю2

1.5.1 Влияние условий приготовления на свойсгва сульфатциркониевых катализаторов

1.5.2 Каталитические свойства катионпромотированных форм сульфатированного 2Ю2

1.5.3 Характеристика кислотных свойств сульфатированного гЮ2

1.5.4 Природа и структура активных центров в БО7Хг
1.5.5 Механизм изомеризации алканов на кислотных катализаторах
Выводы из литературного обзора
ГЛАВА 2 МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1 Исходные вещества, методики приготовления катализаторов
2.2 Описание методов исследования состава и структурных свойств катализаторов
2.3 Характеристика кислотных свойств
2.4 Методики исследования каталитической активности
ГЛАВА 3 ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ КРИСТАЛЛОХИМИЧЕСКИХ И ТЕКСТУРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СУЛЬФАТИРОВАННОГО ДИОКСИДА ЦИРКОНИЯ 4г 1г0г
3.1 Влияние условий осаждения на фазовый состав и текстурные характеристики гидроксида и сульфатированного диоксида циркония
3.2 Влияние режима осаждения гидроксида циркония на текстурные характеристики гидроксида и сульфатированного диоксида циркония
3.3 Влияние содержания сульфатных групп на фазовый состав и текстурные характеристики сульфатированного диоксида циркония

3.4 Влияние катионов Аг на фазовый состав и текстурные свойства 4 2Ю2
3.4.1 Формирование оксидной системы А2Ю2
3.4.2 Формирование системы 7А2Ю2
ГЛАВА 4 ХАРАКТЕРИСТИКА КИСЛОТНЫХ СВОЙСТВ КАТАЛИЗАТОРОВ
4.1 Влияние количества на кислотные свойства ЭО гЮ2
4.2 Влияние промоторов А и Р на кислотные свойства г
ГЛАВА 5 КАТАЛИТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА 0Аг1Ъг В РЕАКЦИЯХ ИЗОМЕРИЗАЦИИ АЛКАНОВ
5.1 Каталитические свойства 7гЮ2 в реакции изомеризации нбутана
5.2 Каталитические свойства 7гЮ2, промотированного катионами А, в
изомеризации нбутана и нпентана
5.2.1 Изомеризация нбутана
5.2.2 Изомеризация нпентана
5.3 Изомеризация промышленной пентангексановой фракции, рекомендации
по использованию полученных результатов на примере Ачинского НПЗ
ВЫВОДЫ
Список опубликованных работ
Список использованных источников


По мере повышения температуры равновесие смещается в сторону образования метилциклогентана. Нафтеновые углеводороды могут претерпевать также реакции раскрытия кольца, сопровождаемые гидрированием продуктов на катализаторе до соответствующих изопарафинов. В типичных условиях процессов изомеризации парафинов глубина протекания этих реакций составляет . Скелетная изомеризация алканов типичный каталитический процесс, который в промышленности осуществляется, как правило, вблизи термодинамического равновесия. Поэтому его показатели в решающей степени определяются активностью катализатора. Изомеризация налканов протекает на катализаторах кислотного типа по механизму, включающему промежуточное образование карбкатионов. Их активность зависит от типа, силы и концентрации кислотных центров. Жидкие кислоты. У и сопряженной бренстедовской кислоты ВН. Силу кислотных центров определяют, как способность превращать нейтральные основания в сопряженные кислоты. В общем случае для оценки силы бренстедовской кислоты используется функция кислотности Гаммета Но
Особый интерес с точки зрения каталитических свойств представляют системы, содержащие суперкислоты сверхкислоты. Суперкислотами называют те кислоты, которые способны протонировать даже очень слабые основания. Силу суперкислот обычно измеряют с помощью функции Гаммета Но По этой классификации к ним относят кислоты с величиной кислотности по Гаммету Но меньше, чем для 0ной серной кислоты для которой Н0 равен ,0. Универсальной меры силы кислот Льюиса, подобной шкале Но для бренстедовских кислот, нет. Тем не менее, представление о суперкислотах распространяется и на соединения этого типа. Таковыми принято считать кислоты Льюиса, более сильные, чем хлористый алюминий. При обсуждении свойств суперкислот важно подчеркнуть положение об усилении бренстедовской кислотности в результате взаимодействия с сильной кислотой Льюиса с образованием комплексной суперкислоты. Льюиса играет серный ангидрид 3, а образующаяся при его взаимодействии с 2 кислота 27 является суперкислотой Н0 ,5 9. Для комплексных кислот НА1СЦ и 4 продуктов взаимодействия I с II3 и с 3, соответственно значения Н0 . Твердые суперкислоты. Применение жидких сверхкислот в качестве катализаторов вызывает серьезные технологические затруднения изза их невысокой стабильности, токсичности, коррозионной активности и сложности регенерации. Современные требования к каталитическим процессам побуждают к использованию гетерогенного катализа, когда реакция протекает на поверхности твердого катализатора. Это облегчает его отделение, регенерацию и многократное использование. Силу кислотных центров на поверхности твердых тел можно определить, как их способность превращать адсорбированные нейтральные основания в сопряженные кислоты. Эта концепция лежит в основе метода определения силы кислотных центров твердых тел с использованием окрашенных индикаторов Гаммета 8. На рисунке 1. Гаммету для различных жидких и твердых кислот 8. Прямое экспериментальное определение величины Но для твердых кислот имеет существенные ограничения. Важно отметить, что метод индикаторов Гаммета не позволяет измерять концентрацию БКЦ и ЛКЦ в отдельности. Наиболее впечатляющей
Цеолиты У. Рисунок 1. Особый интерес такие системы представляют для реакций низкотемпературной изомеризации. Процессы каталитической изомеризации низкомолекулярных нпарафиновых углеводородов широко используются в технологии получения высокооктановых автомобильных бензинов. На рисунке 1. Катализаторы низкотемпературной изомеризации на основе галогенидов алюминия, которые являются сильными кислотами Льюиса, представляют наиболее активную каталитическую систему 6. Первоначально такими катализаторами служили растворенные или диспергированные в среде углеводорода галогениды алюминия. В настоящее время широкое применение в промышленности получили гетерогенные катализаторы на основе А1С1з, нанесенного на твердый оксидный носитель оксид алюминия. Для приготовления хлорированных катализаторов изомеризации используют у либо Т1А, содержащие от 4 до хлорионов и 0,1 металлической платины. Рисунок 1.