Гидроизомеризация Н-бутана и алкилирование бензола додеценом-1 на катализаторах на основе мезопористого оксида циркония

• Автор: Сунгуров, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 02.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 130 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. ПОЛУЧЕНИЕ И СВОЙСТВА УПОРЯДОЧЕННЫХ МЕЗОПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОС1ЮВЕ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ОКСИДОВ

1.2. СИНТЕЗ И СВОЙСТВА МЕЗОПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ гю2 .

1.2.1. Особенности синтеза мезопористого оксида циркония

1.2.2. Влияние повсрхиостиоактивного вещества на формирование мезопористой структуры оксида циркония.

1.2.3. Стабилизация мезопористой структуры оксида циркония

1.3. КАТАЛИТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОКСИДА ЦИРКОНИЯ В РЕАКЦИЯХ, ПРОТЕКАЮЩИХ С УЧАСТИЕМ УГЛЕВОДОРОДОВ.

1.3.1. Формирование активных каталитических систем

БОА2гг. и ЛЮйгОг

1.3.2. Изомеризация нормальных углеводородов в присутствии катализаторов на основе оксида циркония
1.3.3. Использование катализаторов на основе оксида циркония
для синтеза линейных алкилбензолов
1.3.4. Каталитическая активность материалов на основе оксида циркония
в реакции алкилирования изоалканов низшими олефинами
1.3.5. Каталитические свойства материалов на основе мезопористого
оксида циркония, модифицированного оксоанионами
2. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.
2.1. СИНТЕЗ И ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕЗОПОРИСТЫХ
МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ОКСИДА ЦИРКОНИЯ КАК ГЕТЕРОГЕННЫХ КАТАЛИЗАТОРОВ ПРЕВРАЩЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ.
2.1.1. Получение и структурные характеристики мезоиористых материалов
на основе 2г, стабилизированного различными соединениями
2.1.2. Физикохимические свойства материалов на основе
мезопористого
2.2. КАТАЛИТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕЗОПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ НА
ОСНОВЕ ОКСИДА ЦИРКОНИЯ
2.2.1. Гидроизомернзация нбутана на мезопористом оксиде циркония,
модифицированном ЗОанионами
2.2.2. Гидроизомеризация нбутана на бифункциональных катализаторах на основе мезопористого , модифицированного УОанионами.
2.2.3. Алкилирование бензола додеценом1 на модифицированных мезопористых материалах на основе т
р 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.
3.1. ВЕЩЕСТВА, ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ В РАБОТЕ
3.2. СИНТЕЗ МЕЗОПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИХ МОДИФИЦИРОВАНИЕ
3.2.1. Синтез полупродуктов мезопористых материалов на основе
оксида циркония
3.2.2. Стабилизация полупродуктов мезопористых материалов на
основе оксида циркония различными оксидами
3.2.3. Синтез аморфного гидроксида циркония
3.2.4. Модифицирование мезопористых материалов на основе оксида
циркония.
3.2.5. Прессование и прокаливание мезопористых материалов на
основе оксида циркония
3.3. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ МЕЗОПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ.
3.4. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ КАТАЛИТИЧЕСКИХ ОПЫТОВ
3.4.1. Изомеризация нбутана.
3.4.2. Реакция алкилирования ароматических соединений
3.5. АНАЛИЗ СОСТАВА ПРОДУКТОВ ИЗОМЕРИЗАЦИИ И АЛКИЛИРОВАНИЯ . 0 щ 3.5.1. Анализ состава продуктов изомеризации нбутана.
3.5.2. Анализ продуктов алкилирования.
ВЫВОДЫиз
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Необходимым условием того, что материал относится к классу мезопористых, является наличие у него пор указанного размера, вычисленного на основании изотермы адсорбциидесорбции азота. Для характеристики ршулярности расположения пор их трехмерного расположения служит дифракционная рентгенография на малых углах в рентгенограмме должен присутствовать, по крайней мерс, один рефлекс, соответствующий межплоскостному расстоянию более А, однако в случае нерегулярного расположения пор указанный рефлекс отсутствует, и поэтому подтвердить наличие мезопор этим методом нс удается. Наиболее наглядным м его дом характеристики материалов является трансмиссионная электронная микрофотография, которая показываег расположение пор в материале. В большинстве работ не ставилась задача синтеза мезопористого материала для его дальнейшего конкретного прикладного применения , , , . Однако в ряде статей материалы приготавливались специально для определенных целей. Например, для использования в качестве сорбента, катализатора или компонента катализатора . Среди всего класса структурированныех мезопористых материалов особый интерес представляет мезопористый оксид циркония, поскольку модификация оксоанионами аморфного оксида циркония приводит к получению материалов, проявляющих активность в кислотнокатализируемых реакциях, таких как, например, изомеризация алканов и алкилирование алканов олефинами 3, 4, . Разработка способа получения мезопористого позволила бы, по мнению многих исследователей, значительно увеличить его активность в указанных реакциях за счет увеличения удельной поверхности и объема пор. Первые работы по синтезу мезопористого оксида циркония были опубликованы в гг. Так, в работе и был осуществлен синтез мезопористого выдерживанием в течение ч при С реакционной смеси, полученной путем добавления аммиака к раствору, содержащему цирконилхлорид и соль алкилтриметиламмоння. В зависимости от длины цени алифатического радикала ГЛВ от 8 до атомов углерода после прокаливания на воздухе при 0С были получены вещества с от 8 до 9 м2г, диаметром пор от до Л и удельным объемом пор от 0, до 0,6 см3г. После выдерживания реакционной смеси в течение ч при 0С, осадки сушили, а затем обрабатывали раствором фосфорной кислоты и высушивали. Полученные после 5часового прокаливания при 0С материалы обладали от 0 до 0 м2г, диаметром пор от до А и удельным объмом пор от 0, до 0, см3г, в зависимости от длины цепи алифатического радикала ПАВ. Влияние стабилизации на характеристики мезопористого Ю2 будет рассмотрено в разделе 1. Основными параметрами, влияющими на свойства мезопористого оксида циркония, являются природа ПАВ, источник циркония, продолжительность синтеза и соотношение реагентов. В следующих разделах будут рассмотрено влияние этих факторов на физикохимические характеристики получаемых материалов. В работах по синтезу мезопористого оксида циркония авторы исследований придерживались двух рассмотренных выше методик синтеза. В первом случае, при проведении синтеза в водной среде, в качестве источника циркония использовались его неорганические соли оксихлорид , и сульфат ,, во втором случае, при проведении синтеза в водноспиртовой среде алкоголяты пропилат , и изопропилат , , . Поскольку осаждение гидроксида циркония из алкоголятов происходит более плавно и равномерно, то в этом случае, как правило, образуются более регулярные структуры. Одной из основных характеристик материалов, которые предполагается использовать в качестве компонентов катализаторов нефтепереработки и нефтехимии, является устойчивость при прокаливании на воздухе при 00С. Указанная температура необходима, вопервых, для получения материалов, обладающих высокой кислотностью и, вовторых, она достигается при окислительной регенерации воздухом катализаторов от отложившегося кокса. Следует отмстить, что во многих работах по синтезу мезопористого 2 даже при удалении ПАВ путем прокаливания при 00С происходило либо частичное, либо полное разрушению структуры, о чем свидетельствуют данные по удельной поверхности получаемых материалов , . Так, в цикле статей с сотр. ПАВ лаурилсульфата натрия, гексадецилсульфоната натрия и додсцилфосфата.