Взаимосвязь пористой структуры, кислотных и каталитических свойств высококремнеземных цеолитных катализаторов процесса превращения низших алканов

• Автор: Гайворонская, Юлия Ивановна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 175 с.

1.1. Превращение низших алканов на оксидных и металлооксидных

КАТАЛИЗАТОРАХ

1.2. Особенности и механизм превращения низших алканов на цеолитных

КАТАЛИЗАТОРАХ СЕМЕЙСТ8А ПЕНТАСИЛА.

1.2.1. Пористая структура и молекулярноситовые свойства цеолитов.

1.2.2. Кислотные свойства цеолитов.

1.2.3. Адсорбционные свойства цеолитов.

1.2 4. Конверсия низших алканов на цеолитных катализаторах.

1.2 5. Влияние природы и количества носителя.

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЧаГ6Г

2 1. Получение высококремнеземных цеолитных катализаторов.

2.1.1. Декатионирование цеолитов.
2.1.2 Механическая активация цеолитов
2.1.3 Приготовление композиций цеолитматрица
2.1.4 Модифицирование цеолитов металлами.
2.2. Физикохимическое исследование цеолитных катализаторов.
2.3 Исследование кислотных свойств высококремнеземных цеолитов и цеолитсодержащих катализаторов методом термодесорбции аммиака
2 3 1 Методика проведения пюрмодесорбных опытов
2.4 Исследование процесса превращения низших алканов С2С., на цеолитных катализаторах.
2 4 1 Методика анализа продуктов превращения и методика расчета
2.4.2. Адсорбционный мепюд.
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Изучение процесса конверсии лропанбутановой смеси на высококремнеземных цеолитных катализаторах с различным силикатным модулем и различным структурным типом.
3 . Каталитическая активность ВК цеолитов в реакции превращения С2С4 ал капов.
3.1.2. Исследование кислотных характеристик цеолитных катализаторов методом термодесорбции аммиака и их связь с каталитической активностью
3.1.3.Адсорбционные свойства высококремнеземных цеолитных катализаторов
3.2. Каталитические, кислотные и адсорбционные свойства цеолитсодержащих катализаторов.
3.2.1. Влияние количества связующего на каталитические свойства цеолитсодержащих катализаторов ЦСК.
3.2.2. Кислотные свойства ЦСК и их связь с каталитической
авктивностью
3.2 3 Структурные и адсорбционные свойства ЦСК и цеолита в составе ЦСК.
3.3. Исследование влияния механохимической активации цеолита и структуры связующего на свойства цеолитсодержащих катализаторов конверсии низших алканов.
3.3.1 Каталитическая активность и кислотные свойства ЦСК.
3.3.2. Адсорбционные свойства цеолитсодержащих катализаторов
3.4 Каталитические, кислотные и адсорбционые свойства модифицированных металлами и бором цеолитов типа гвМб в процессе ароматизации низших алканов
3 4 1. Каталитические свойства модифицированных пентасилов в
конверсии пропанбутановой смеси.
3 4.2. Кислотные свойства модифицированных цеолитных катализаторов
3 4 3. Адсорбционные свойства модифицированных цеолитных катализаторов.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ


Очевидно, что система пор этих цеолитов в разной степени доступна для молекул адсорбатов различной структуры. Пентасилы, максимальный диаметр пор которых составляет 5,8 А, обладают ярко выраженными молекулярноситовыми свойствами. При этом, в отличие от цеолитов перзого поколения, они могут сорбировать молекулы,
кинетический диаметр которых превышает ширину их каналов на 1 А 8. Молекулярноситовые свойства пентасилов оказывают значительное влияние на их каталитические свойства . Это влияние проявляется в так называемой конфигурационной селективности ivi , каталитических реакций в отношении исходных реагентов, образующихся продуктов или переходного состояния. Рис. Рис. Диаграмма скелета М5. I б
В реакции ароматизации низших парафинов на пентасилах молекулярноситовой эффект проявляется в отношении продуктов реакции из пор цеолита может диффундировать только часть образовавшихся там соединений, молекулы которых достаточно малы. Соединения с крупными молекулами либо превращаются в более мелкие, либо дезактивируют катализатор, блокируя поры. Данные по адсорбции углеводородов на пентасилах позволили предположить, что перемещение молекулы в порах регулируется структурой каналов цеолита. Механизм диффузионной селективности типичен для цеолитных структур с системой пересекающихся неэквивалентных каналов. Такой механизм наблюдается, например, при конверсии метанола в углеводороды . М5, превращении нгексана на цеолитах гЭМб и 2ЭМ. Различие между двумя цеолитами проявляется в распределении ароматических углеводородов. Для цеолита 2ЭМ5 максимальный выход приходится на углеводороды Сй ксилолы, для гЭМИ на углеводороды Сэ 1,2. Вероятно, в случае цеолита гвМИ в больших по объему полостях, находящихся на пересечении каналов, создаются условия для образования более крупных молекул, чем в случае цеолита 2ЭМ5. А отсутствие диффузионных ограничений для цеолита М способствует алкилированию промежуточных продуктов в три и тетраалкилбензолы . Влияние пористой структуры пенгасилов на их молекулярноситовые и каталитические свойства проявляется также в высокой стойкости цеолитов этого типа к коксообразованию по сравнению с цеолитами первого поколения. Таким образом, на сегодняшний день, несмотря на ряд работ, в которых обнаружено влияние пористой структуры на характер распределения продуктов
реакции, явление молекулярноситовой селективности является малоизученным. Кроме того, в большинстве случаев бывает сложным выяснить истинную причину конкретного состава продуктов реакции. Помимо пористой структуры цеолитов сорбционные и каталитические свойства пентасилов в большой степени обусловлены наличием на их поверхности активных центров кислотноосновного типа. Поэтому, необходимо уделять большое внимание рассмотрению их кислотных свойств. Кислотные свойства цеолитов. Каталитические свойства пентасилов. Атомы алюминия занимают особое положение в кристаллической решетке цеолитов. Они изоморфно замещают в каркасе атомы Э, но имеют тетраэдрическую координацию по отношению к атомам кислорода вследствие этого координационное число и валентность А1 не совпадают, что приводит к появлению избыточного отрицательного заряда на алюмокислородном тетраэдре АЮ. Этот заряд может быть компенсирован либо катионом металла, либо протоном в декатионированных формах цеолита. Компенсирующий протон образует ковалентную связь с одним из четырех атомов кислорода в тетраэдре А. ИК спектроскопическое изучение взаимодействия мостиковых групп ОН с молекулами адсорбированных оснований позволило установить, что они являются сильными бренстедовскими кислотными центрами Вцентры. ОБг
Кислотные свойства гидроксилов ослабевают при переходе от I к III и далее к силанольным группам ЭнОН, не обладающим протонодорной способностью. Помимо Вцентров цеолиты содержат зпротонные льюисовские кислотные центры Ьцентры, обладающие электроноакцепторными свойствами. К Ь центрам цеолитов относятся различные координационноненасыщенные атомы или ионы решетки, имеющие вакантную рорбиталь. В результате дегидроксилирования бренстедовские кислотные центры превращаются в льюисовские.