Конверсия пропан-бутановой фракции на модифицированных пентасилах

• Автор: Восмерикова, Людмила Николаевна
• Шифр специальности: 02.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 145 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Высококремнеземные цеолиты и их применение в процессе конверсии

низкомолекулярных парафинов.

1.1.1. Получение, состав и строение высококремнеземных цеолитов тина

пен гасила

1.1.2. Кислотные свойства высококремнеземного цеолита и катализаторов на

его основе.
1.1.3. Механизм превращения низших алканов на декатионированном и модифицированных цсолитных катализаторах.
1.2. Улыраднсперсныс порошки металлов, полученные электрофизическими методами, и катализаторы на их основе различных химических процессов
1.3. Состояние проблемы применения цеолитных катализаторов в процессе ароматизации низших алканов и пути ее решения
1.4. Современные технологии получения ароматических углеводородов из низших алканов на цеолитах, их преимущества и недостатки
II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.
2.1. Синтез высококремнеземных цеолитов типа 2ЬМ5
2.2. Получение катализаторов на основе ВКЦ.
2.3. Физикохимические исследования свойств высококремнеземных
цеолитов.
2.4. Исследование кислотных свойств ВКЦ методом программированной
термодесорбции аммиака.
2.5. Определение удельной поверхности цеолитных катализаторов.
2.6. Исследование процесса превращения низших алканов С3С4 на цеолитных
катализаторах
III. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
3.1. Изучение кислотных свойств цеолитных катализаторов.
3.1.1. Кислотные свойства ВКЦ, содержащего наноразмерные порошки 7л1, Р
3.1.2. Кислотные свойства Сасодержащих цеолитов
3.2. Изучение каталитических свойств модифицированных ВКЦ в процессе превращения низших алканов С3С4
3.2.1. Каталитические свойства ВКЦ, содержащего наноразмериые порошки металлов
3.2.1.1. содержащие цеолиты.
3.2.1.2. 2псодержащие цеолиты
3.2.1.3. содержащие цеолиты.
3.2.2. Каталитические свойства Оасодержащих цеолитов.
3.2.2.1. Г аллоалюмосиликаты
3.2.2.2. Галлосиликаты
3.2.2.3. Галлоалюмосиликаты со связующим веществом.
3.3. Исследование влияния предварительных методов активации на свойства Оасодсржаших цеолитов.
3.3.1. Механохимическая обработка
3.3.2. Высокотемпературная обработка.
3.4. Сравнительная характеристика свойств лабораторных и промышленных цсолитсодержащих катализаторов.
3.5. Практические рекомендации по превращению низших алканов СуС4 на модифицированных цсолитсодержащих катализаторах
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Отечественные пентасилы, синтезированные без использования органических соединений, названы цеолитами серии ЦВМ . Сейчас интенсивно развивается направление синтеза, представляющее собой приготовление молекулярных сит, в каркасе которых атомы алюминия частично или полностью замещены па атомы Ре, ба, ве, В, Сг, П, Ък, V и др. Следует, однако, отметить, что изоморфное замещение экспериментально подтверждено только для Ре, В и Сасиликатов со структурой пентасила. Из всего семейства цеолитов типа наиболее подробно исследованы цеолиты М5 и вМ, проявившие необычные каталитические свойства, а также силикалиг структурный аналог цеолита М5. Цеолит типа . ЬМЗ кристаллизуется в ромбической системе с параметрами кристаллической решетки а,1, Ь,9 и 0,4 А, а цеолит типа М в тетрагональной системе с параметрами решетки а Ь , и с , А. Пятичленные кольца соединяются в ячейки, состоящие из восьми таких колец, и образуют цепочки, которые объединены в слои, причем каждая цепочка в слое представляет собой зеркальное отражение соседней рис. Слои из цепочек структурных элементов могут соединяться попарно двояким образом. Если при соединении двух соседних слоев происходит их инверсия относительно друг друга, то образуется кристаллическая решетка цеолита типа 2М5, тогда как при зеркальном расположении соседних слоев формируется кристаллическая решетка цеолита типа 2ЪМ. В каркасе пентасилов типа М5 и М существует система пор, состоящая из пересекающихся под прямыми углами каналов, которые образованы десятичлениыми кольцами. Пористая структура цеолита М5 включает как прямые 0, х 0, нм каналы эллиптического сечения, гак и синусоидальные 0, х 0. Система пор пентасила М состоит из прямых каналов эллиптического сечения ,. Рисунок 1. Благодаря своему строению высококремнеземные цеолиты обладают ярко выраженными молекулярносиговыми свойствами. I . В тоже время в системе пор пентасилов существуют пространственные затруднения для диффузии молекул, форма которых не соответствует форме каналов цеолита 1. 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 . Именно эти эффекты сделали возможным применение пентасилов в качестве катализаторов ряда важных процессов нефтепереработки и нефтехимии. Основную роль в адсорбции и катализе, как известно, играют кислотные центры цеолитов . Многочисленные исследования химии поверхности показали, что носителями кислотной функции в цеолитах являются кислотные центры бренсгедовского гидроксильные группы и льюисовского иизкокоординироваппые решеточные и внерешеточные ионы или обменные катионы типов. Соотношение концентраций бренстедовских В и льюисовских кислотных центров зависит от структуры цеолита. Согласно многочисленным экспериментальным данным, полученных с помощью метода ИКспектроскоиии, для цеолитов различных структурных типов характерны три основные полосы поглощения при , и в области см1, соответствующие ОНгруппам трех типов ,,,. Наиболее высокочастотная полоса относится к слабокислотным силональным ОНгруппам i, находящимся на поверхности кристаллов или в местах дефектов кристаллической решетки кристаллов. Две другие полосы поглощения соответствуют изолированным мостиковым гидроксилам, обладающим свойствами сильной кислоты Бренстеда и ответственны за каталитическую активность цеолитов в реакциях кислотного типа,. Наряду с изолированными кислотными ОНгруппами, пентасилы в отличие от других цеолитов, содержат Вцентры, характеризующиеся в ИКспектрах широкой ПП при см 1 . Эта полоса относится к гидроксильным группам, которые образуют напряженную внутримолекулярную связь с соседним атомом кислорода решетки, входящим в состав тетраэдра А . При повышенных температурах выше 0ПС протоны, связанные с отрицательно заряженным кислородом, входящим в состав тетраэдров Л4 решетки цеолита, становятся подвижными, а при более высоких температурах выше 0С происходит их разрушение с образованием центров Льюиса .