Полифункциональные цеолитсодержащие катализаторы в процессах гидропревращения углеводородных смесей

• Автор: Лопаткин, Сергей Валерьевич
• Шифр специальности: 02.00.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 75 с. : ил

Содержание

Содержание 1.

Введение 2.

Литературный обзор

1. Основные положения теории полифункционального катализа 3.

2. Нефункциональные цеолитные катализаторы 6.

3. Полифункциональные цеолитные катализаторы

в различных процессах превращения углеводородов .

4. Выводы из литературного обзора и постановка задачи .

Экспериментальная часть .

Результаты и обсуждение

1. Влияние состава реакционной смеси на превращение
модельной смеси 1 на Бесодержащем цеолите НгБМ5 .
2. Гидропревращение модельной смеси 1 на ЫГсодержащих
цеолитах Бета и 2БМ5 .
3. Гидропревращение модельной смеси 2 на БЦК .
4. Общие закономерности превращения углеводородов на БЦК .
Выводы .
Список литературы


Промежуточные соединение это химическая частица, которая образуется под действием катализатора в виде десорбирующихся химических частиц, имеющих свое название, структуру и термодинамические свойства. Промежуточное соединение может превращаться по разным маршрутам, что играет важную роль в последовательности монофункциональных каталитических реакций и влияет на скорость образования конечных продуктов. Схема 1. X и У соответственно типы реакционных центров. Схема 2. X и У соответственно типы реакционных центров. Если во втором случае выход продукта первой стадии лимитируется термодинамическим равновесием, то есть К К1К2 1, то при последовательном осуществлении данной схемы, суммарная степень превращения будет очень мала К и кг константы скоростей прямой и обратной реакций первой стадии. Однако, если считать, что все стадии протекают по первому порядку, то Вта, А1К К3К1 и может быть сколь угодно малой к3 константа скорости второй стадии, с другой стороны скорость суммарного превращения НМсИ 1АК, а К кз1К к. К и кз в этом случае возможно, что 8дс БдвБвс, где 8 это степени превращения на соответствующих стадиях. Последнее соотношение и служит определением нетривиальной стадийной реакции. Все вышеприведенные уравнения для схемы нетривиального бифункционального катализа были написаны для кинетической области протекания процесса. В реальной системе активные центры X и У разнесены в пространстве и в этом случае большое значение может иметь процесс переноса промежуточного соединения от одного активного центра к другомч. Для этого случая скорость суммарного превращения 1ЧИ АК1 КЬЮ, где О коэффициент диффузии, Ь расстояние между активными центрами. При уменьшении Ь возможно достигнуть ситуации, когда скорость подвода регентов к поверхности катализатора равна или больше скорости их расходования в каталитической реакции на поверхности катализатора. При этом эффект торможения реакции на стадии переноса промежуточного соединения может быть полностью устранен. Размер Ь зависит от размера частиц и степени гомогенности распределения компонентов. Введение другого активного компонента в монофункциональный катализатор может привести к прерыванию обычного пути реакции и образованию нового продукта. При этом протекающие процессы описываются схемой 3. Схема 3. В этом случае 1АК АМО кУкзУО кгкз ккз, где к и кг константы скоростей прямой и обратной реакций первой стадии. Селективность же превращения промежуточного продукта в С и О может быть изменена соотношением констант Кз и К4, определяющих активность соответствующего ком п о н е та катал и затора. В качестве примера можно назвать превращение циклогексана. На платиновом катализаторе циклогексан дегидрируется до бензола. С добавлением алюмосиликатного компонента появляется новый продукт реакции метилциклопентан. Его образование обусловлено новым маршрутом превращения промежуточного продукта в метилциклопентан на кислотном компоненте катализатора 2. Селективность превращения циклогексана в бензол и метилциклопентан будет зависеть от соотношения активностей компонентов, ускоряющих соответствующие превращения. Полифункциональный катализатор содержит несколько типов активных центров, каталитическое действие каждого из которых отличается. В результате происходит снижение суммарной энергии активации, при стадийном превращении на отдельных компонентах катализатора. При протекании процесса по схеме нетривиального полифункционального катализа, даже если степень превращения реагента ограничена на первой стадии термодинамическим равновесием, применение полифункциональных катализаторов может обеспечить большую степень превращения, чем в случае осуществления этого процесса по стадиям. При протекании стадийного процесса на монофункциональном катализаторе, введение дополнительно активного компонента компонентов, может открыть новый путь превращения исходных веществ, причем селективность может регулироваться природой и активностью соответствующего компонента. Для полифункционального катализа большое значение имеет степень гомогенизации компонентов катализатора или расстояние между различивши типами активных центров.