химический каталог




ЦЕОЛИТЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЦЕОЛИТСОДЕРЖАЩИХ КАТАЛИЗАТОРОВ

Автор Химическая энциклопедия г.р. Н.С.Зефиров

ЦЕОЛИТЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЦЕОЛИТСОДЕРЖАЩИХ КАТАЛИЗАТОРОВ
Название цеолита и формула элементарной ячейки
Средний размер каналов, нм*
Средний размер полостей, нм
Соотношение атомов Si/Al
Тип А Na12[Al12Si12О48] х 24H2О
0,41 (ЗД)
0,66; 1,14
1,0-1,05
Тип X

0,74 (ЗД)
0,66; 1,18
1,2-1,3
ТипY

0,74 (ЗД)
0,66; 1,18
1,7-2,1
Морденит Na8[Al8Si40O96] x 28H2O
0,67 х 0,70 (1Д)
5,0
Эрнонит (K2,Ca,Mg,Na2)4,5[Al9Si27O72] x 28H2O
0,36 x 0,52

(ЗД)

0,63; 1,30
3,0
Оффретит Na5[Al5Si13O36] x 15H2O
0,64 (1Д); 0,36 х 0,52 (2Д)
0,6; 0,74
3,5
ZSM-5

0,51 x0,56-0,51 x 0,55 (ЗД)
-30

* 1Д, 2Д и ЗД - соответственно одно-, двух- и трехмерные структуры.

Активность и стабильность ЦЕОЛИТЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЦЕОЛИТСОДЕРЖАЩИХ КАТАЛИЗАТОРОВ к. определяется главным образом соотношением атомов Si/Al в кристаллич. каркасе цеолита, размерами и строением полостей и каналов цеолита и матрицы, а также наличием в цеолите или матрице катионов, отличных от щелочных и щел.-зем. металлов [например, РЗЭ в цеолите (так называемой РЗЭ-форма цеолита), элементы VI и VIII групп в цеолите и матрице], или отсутствием катионов (например, декатионированная Н-форма цеолита).
Различают моно- и бифункциональные ЦЕОЛИТЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЦЕОЛИТСОДЕРЖАЩИХ КАТАЛИЗАТОРОВ к. Монофункциональные катализаторы содержат кислотные бренстедовские (протоны, связанные с каркасными атомами О) и льюисовские центры (катионы щелочных металлов или трех-координир. атомы Al, находящиеся в местах с дефицитом кислорода или местах расположения катионов):

Каталитич. действие таких ЦЕОЛИТЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЦЕОЛИТСОДЕРЖАЩИХ КАТАЛИЗАТОРОВ к. связано с их способностью образовывать карбониевые ионы, поэтому они способны ускорять реакции крекинга, изомеризации и диспропорционирования алкилароматических углеводородов, переноса водорода и др.
Бифункциональные ЦЕОЛИТЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЦЕОЛИТСОДЕРЖАЩИХ КАТАЛИЗАТОРОВ к. помимо кислотных центров содержат катионы металлов VI и VIII групп, заряд которых компенсирует избыточный отрицат. заряд в каркасе цеолита. Наличие таких катионов определяет способность ЦЕОЛИТЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЦЕОЛИТСОДЕРЖАЩИХ КАТАЛИЗАТОРОВ к. ускорять окислит.-восстановит. реакции. В связи с этим на бифункциональных ЦЕОЛИТЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЦЕОЛИТСОДЕРЖАЩИХ КАТАЛИЗАТОРОВ к. протекают два типа реакций: на кислотных центрах происходят реакции, характерные для монофункциональных катализаторов; на катионах металлов - реакции гидрирования - дегидрирования (например, гидрогенолиз, гидрокрекинг, синтез углеводородов из метанола). Направление и селективность реакций определяются соотношением количества кислотных центров и количеством введенного в катализатор катиона металла.
В каждом из перечисленных в табл. типов Ц. к. можно выделить подтипы с определенным мол.-ситовым эффектом. Такой эффект ЦЕОЛИТЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЦЕОЛИТСОДЕРЖАЩИХ КАТАЛИЗАТОРОВ к. обусловлен соразмерностью каналов и полостей цеолитов с молекулами реагентов или продуктов реакции. Например, в случае селективного крекинга и гидрокрекинга н-парафинов на узко- и среднепористых цеолитах с размерами пор 0,3-0,6 нм соразмерность молекул исходных углеводородов с порами катализатора способствует их доступу к активным центрам. В случае несоразмерности молекул продуктов реакции с порами катализатора их диффузия с активных центров затруднена, что приводит к образованию значительной кол-в кокса на поверхности катализатора.
Получают ЦЕОЛИТЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЦЕОЛИТСОДЕРЖАЩИХ КАТАЛИЗАТОРОВ к., как правило, сухим смешением или со-осаждением составляющих катализатор компонентов матрицы и цеолита. Исключение составляет химический способ "in situ", по которому сначала получают матрицу, а затем в каналах ее пор выращивают цеолит.
Синтез цеолитов осуществляют кристаллизацией в гидротермальных условиях реакционное смеси, содержащей Na2O, A12O3, SiO2 и Н2О, или нагреванием гелей, образующихся при смешении раствора NaAlO2 и золя H4SiO4. Состав смеси и условия синтеза определяют структуру цеолита. Получаемая обычно Na-форма цеолита может подвергаться далее ионному обмену с различные катионами, структурному модифицированию и т. п.
Матрицу ЦЕОЛИТЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЦЕОЛИТСОДЕРЖАЩИХ КАТАЛИЗАТОРОВ к. готовят на основе гидроксида Аl, золя H4SiO4 или смеси растворов NaOH с каолином. Условия получения (температура, рН раствора, время, а также количество вводимых соединений) определяют пористость структуры матрицы, ее каталитических, связующие и др. свойства. После смешения компонентов матрицы с цеолитом из полученной массы (суспензии, пасты и др.) различные способами формуют частицы (микросферы, таблетки и т. п.) с определенным распределением по размеру; после этого проводят термодинамически обработку (сушку и/или прокаливание). При необходимости полученный Ц. к. подвергают дальнейшему модифицированию.
Осн. пром. применение ЦЕОЛИТЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЦЕОЛИТСОДЕРЖАЩИХ КАТАЛИЗАТОРОВ к.:
1) Каталитический крекинг тяжелых нефтяных фракций для производства высокооктановых бензинов.
Процесс проводят при температурах 470-540 °С и давлении до 0,4 МПа на монофункциональных ЦЕОЛИТЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЦЕОЛИТСОДЕРЖАЩИХ КАТАЛИЗАТОРОВ к., содержащих цеолиты в Н- или РЗЭ-форме, с различные соотношением атомов Si/Al (содержание цеолита в ЦЕОЛИТЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЦЕОЛИТСОДЕРЖАЩИХ КАТАЛИЗАТОРОВ к. 50-60% по массе). Для повышения октанового числа бензина и выхода сжиженных нефтяных газов в катализатор вводят также цеолит типа ZSM-5 (5-10% по массе), обеспечивающий селективный крекинг н-парафинов. Его матрица содержит каолин, Al2О3 и синтетич. аморфный алюмосиликатализатор
2) Гидрокрекинг тяжелых нефтяных фракций для производства бензина, реактивного и дизельного топлива.
Процесс проводят при температурах 300-400 °С и давлении 10-20 МПа на бифункциональных ЦЕОЛИТЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЦЕОЛИТСОДЕРЖАЩИХ КАТАЛИЗАТОРОВ к. на основе цеолита типа Y в Н- и РЗЭ-форме с различные соотношением атомов Si/Al; гидрирующую функцию выполняют металлы Pt-группы или оксиды Ni(Co) и Мо, введенные в матрицу в кол-ве до 10% по массе.
3) Произ-во смазочных, изоляционных масел и гидравлич. жидкостей из нефти.
Процесс проводят при 350-400 oС и давлении до 4 МПа в присутствии бифункционального ЦЕОЛИТЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЦЕОЛИТСОДЕРЖАЩИХ КАТАЛИЗАТОРОВ к., содержащего до 60-70% по массе цеолита ZSM-5, морденита, эрионита или оффретита (в Н- или катионной форме), металлы Pt-группы или Ni(Co), Mo(W) в кол-ве 10% по массе.
4) Гидроизомеризация бензиновых фракций для производства высокооктановых компонентов моторных топлив.
Изомеризацию низкооктановых углеводородов (н-пентана, н-гексана) проводят при 220-300 оС и давлении 2-3 МПа на бифункциональных ЦЕОЛИТЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЦЕОЛИТСОДЕРЖАЩИХ КАТАЛИЗАТОРОВ к. типа морденкта или типа Y (содержание 60-70% по массе) с нанесенными металлами Pt-группы.
5) Повышение октанового числа риформинг-бензинов и про-из-во сжиженного нефтяного газа (селектоформинг).
Процесс проводят при 350-450 °С и давлении до 3 МПа на бифункциональных ЦЕОЛИТЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЦЕОЛИТСОДЕРЖАЩИХ КАТАЛИЗАТОРОВ к. на основе цеолита эрионита (содержание 60-70% по массе) в Ni- или РЗЭ-форме. Такой ЦЕОЛИТЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЦЕОЛИТСОДЕРЖАЩИХ КАТАЛИЗАТОРОВ к. обладает селективным эффектом в отношении н-парафинов.
Др. процессы с использованием ЦЕОЛИТЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЦЕОЛИТСОДЕРЖАЩИХ КАТАЛИЗАТОРОВ к.: изомеризация и диспропорционирование ароматических углеводородов, производство этилбензола, бензина из метанола, ароматических углеводородов из пропана и бутана.

Литература: Крекинг нефтяных фракций на цеолитсодержащих катализаторах, М., 1982; Якобс П. А., Карбоний-ионная активность цеолитов, пер. с англ., М., 1983; Радченко Е. Д., Нефедов Б. К., Алиев P. P., Промышленные катализаторы гидрогенизационных процессов нефтепереработки, М., 1987; Перспективные процессы и катализаторы нефтепереработки и нефтехимии, Сб. науч. тр. ГрозНИИ, М., 1990.

О. В. Крюков.

Химическая энциклопедия. Том 5 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
http://taxiru.ru/shashki-dlya-taxi-all/shashki-do-45-sm/
тонированные контактные линзы минус 3,75 где найти
основание кровати 190х90 металлический
посуда bialetti купить

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(27.07.2017)