Гидроизомеризация высших н-алканов и дизельных фракций на бифункциональных катализаторах, содержащих мезопористые алюмосиликаты

• Автор: Остроумова, Вера Александровна
• Шифр специальности: 02.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 132 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Гидроизомеризация высших налканов и углеводородных фракций на бифункциональных катализаторах.
1.1.1. Гидроизомсризация высших налканов и углеводородных фракций на катализаторах на основе цеолитов

1.1.2. Катализаторы гидроизомеризации высших алканов на основе силикоапюмофосфатов

1.1.3. Системы на основе вольфрамированного оксида циркония как кислотные компоненты катализаторов гидроизомеризации

1.1.4. Промышленные процессы гидроизодепарафинизации

1.2. Получение и физикохимические свойства структурированных мезопористых алюмосиликатов.
1.2.1. Общие подходы к получению упорядоченных мезопористых алюмосиликатов. Методы исследования структуры материалов.

1.2.2. Получение и свойства мезопористых алюмосиликатов типа АГНМБ.

1.2.3. Методы получения и физикохимические свойства алюмосиликатов Л1БВА
1.2.4. Особенности получения и структуры материалов типа А1Т1Ю
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Вещества, использованные в работе
2.2. Синтез алюмосиликатов А1НМ8, А18ВА и А1Т1Ю.
2.3. Формовка носителей для катализаторов в виде экструдатов.
2.4. Нанесение платины на формованные носители
2.5. Восстановление платиносодержащих образцов
2.6. Физикохимические методы исследования мезопористых материалов, носителей и катализаторов
2.7. Тестирование катализаторов гидроизомеризации на проточной установке
2.8. Анализ состава продуктов гидроизомеризации.
2.9. Определение характеристик дизельных фракций.
3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Получение и физикохимические свойства мезопористых алюмосиликатов
А1НМ8, АГБВА и А1ТШ.
3.2. Гидроизомеризация лдодекана и гексадекана на бифункциональных катализаторах, содержащих мезопористые алюмосиликаты.
3.3. Гидроизомеризация гидроизодепарафинизация дизельных фракций различного состава.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


В настоящем литературном обзоре проведен анализ результатов, полученных при гидроизомеризации высших иалканов и углеводородных фракций в присутствии бифункциональных катализаторов различных типов рассмотрены различные направления превращений, протекающих в условиях гидроконверсии, а также влияние различных факторов на селективность реакции. Проведен анализ современных процессов гидроизодепарафинизации. Отдельная глава посвящена особенностям синтеза и свойств мезопористых алюмосиликатов как перспективных компонентов катализаторов гидроизодепарафинизации углеводородных фракций. В бифункциональных катализаторах, проявляющих активность в гидроизомеризации высших нормальных алканов, роль твердой кислоты выполняют цеолиты, силикоалюмофосфаты, аморфные алюмосиликаты, входящие в состав носителя. В качестве металла, обладающего высокой гидрирующейдегидрирующей функцией, используется, как правило, платина, содержание которой в промышленных катализаторах составляет 0,30,5 масс. Считается, что первой стадией превращения высших алканов на бифункциональных катализаторах является образование алкена, катализируемое платиной далее алкен протонируется на бренстедовских кислотных центрах носителя. Образующийся в результате протонирования алкилкарбениевый ион перегруппировывается с образованием моно, ди и триразветвлнных карбкатионов, продуктами превращения которых являются разветвленные алканы, а также углеводороды меньшей молекулярной массы продукты гидрокрекинга. Авторы предлагают следующей механизм образования продуктов реакции рис. Рис. Схема образования продуктов превращения высших налканов на бифункциональных катализаторах . Данный механизм объясняет выбор активных компонентов носителей катализаторов. При изучении активности и селективности катализаторов гидроизомеризации дизельных и масляных фракций в лабораторных условиях в качестве модельного сырья используются длинноцепочечные алканы, такие как СН, НСН, СН и др. Для идентификации продуктов реакции и установления селективности процесса используются ГЖХ и хроматомассспектрометрия. Так, использование капиллярной колонки длиной м, заполненной неполярной фазой, позволяет разделить, используя программирование температуры, образующиеся изомерные додеканы . На рис. М, соответствующая углеводородам юоСН2б . Рис. Хроматограмма продуктов изомеризации нС2Н2б на Ы 3С, РщРут ,1 и Р 4,5атм. А 3метилундекан В 2метилундекан С 4метилундекан О 5метилундекан Е и Р метилэтилнонаны в 3,8диметилдекан Н 3,3диметилдекан I 2,8диметилдекан 5 2,9диметилдекан К 2,7диметилдекан Ь 3,7диметилдекан М 2,6диметилдекан 2,5диметилдекан О 2,4диметилдекан . Из представленной хроматограммы видно, что основными продуктами изомеризации ндодекана при 3С в проточной системе являются метилундеканы пики А , затем на втором месте по содержанию идут метилэтилнонаны пики Е Б и диметилдеканы в О. Авторами установлен также детальный состав продуктов изомеризации нтридекана, нтетрадекана и нгексадекана. В отличие от додекана, детальный состав продуктов изомеризации гексадекана установить сложнее в связи с большим количеством образующихся углеводородов изоСбН, температуры кипения которых очень близки. Так, например, общее время анализа состава образующихся изомерных гексадеканов может достигать 7,5 ч и более . Рис. РН2 атм. Т 5 С, т ч. ПОМИМО ЦелеВЫХ уГЛеВОДОрОДОВ ПрИ ГИДрОКОНВерСИИ ВЫСШИХ НаЛКаНОВ СН2п2 образуются также продукты гидрокрекинга парафины меньшей молекулярной массы, такие как легкие углеводородные газы СН4, С2Н6, С3Н8, С4Н,0 и жидкие продукты от С5Н до ОиНго. ГЖХ в сочетании с хроматомассспектрометрией позволяет установить детальный состав продуктов крекинга, а также рассчитать селективность реакции . Состав продуктов гидроконверсии и селективность реакции зависят от условий проведения процесса температуры, давления, скорости подачи сырья, а также от природы кислотного компонента и типа нанесенного металла. Ниже будут рассмотрены результаты исследований по изучению гидроизомеризации высших нормальных алканов и углеводородных фракций на бифункциональных катализаторах, содержащих в качестве кислотных компонентов цеолиты, аморфные алюмосиликаты, силикоалюмофосфаты и системы на основе модифицированного оксида циркония. Отдельный раздел посвящен результатам гидроизодепарафинизации углеводородных фракций на промышленных установках.