КИСЛОТНЫЕ И КАТАЛИТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ КАТАЛИЗАТОРОВ НА ОСНОВЕ ЦЕОЛИТА ТИПА ZSM-5 В ОБЛАГОРАЖИВАНИИ ПРЯМОГОННОЙ БЕНЗИНОВОЙ ФРАКЦИИ

Сакина Эйлаз Мирзалиева, Айтен Закир Мамедова, Сусен Мирзаммед Ширинова, Сабит Эюб Мамедов, Наргиз Фирудин Ахмедова

Аннотация


Исследованы кислотные и каталитические свойства цеолита ZSM-5, модифицированного переходными металлами (Fe, Cu, Ni, Zn) и фосфором в процессе облагораживания прямогонной бензиновой фракции при отсутствии водорода. Показано, что введение в цеолит железа в количестве 1,0-3,0 % масс., в основном, увеличивает его ароматизирующую активность. Модифицирование Fe-HZSM-5 фосфором приводит к увеличению выхода жидких продуктов превращения прямогонных бензиновых фракций. Модифицирование Fe-содержащего катализатора фосфором незначительно изменяет содержание изопарафиновых и ароматических углеводородов в катализате. Изменение каталитических свойств монометаллического Fe-содержащего катализатора существенно зависит от природы и концентрации второго модифицирующего металла. Модифицирование Fe-содержащего цеолита Cu и Zn в количестве до 1,0 % масс. способствует увеличению его изомеризующей активности. Наибольшее содержание изопарафиновых углеводородов на биметаллическом Ni-Fe-содержащем катализаторе достигается при содержании никеля, равном 0,5 % масс. При определенном соотношении модификаторов можно изменять углеводородный состав катализатора и выход жидких продуктов в желаемую сторону. Среди исследуемых биметаллических катализаторов лучшим оказался катализатор состава 0,5 % Ni 3 % Fe-2 % P-HZSM-5, который позволяет при температуре 380 0С получать компонент бензина с октановым числом, равным 87, и выходом жидкого катализата 79,1 %. Установлено, что изменение каталитических свойств катализаторов в результате модифицирования связано с перераспределением кислотных центров: снижением концентрации сильных бренстедовских центров, образованием более сильных льюисовских кислотных центров типа Меn+-O- и металлических центров, участвующих в реакциях изомеризации н-парафиновых и дегидрирования нафтеновых углеводородов, входящих в состав прямогонной бензиновой фракции.

Ключевые слова


биметаллические катализаторы;прямогонная бензиновая фракция;бренстедовские и льюисовские кислотные центры;bimetallic catalysts;the refining of straight-run gasoline;Bronsted and Lewis acid centers;

Полный текст:

PDF

Литература


Муниров Т.А., Давлетшин А.Р., Шириязданов Р.Р., Ахметов А.Ф., Хамзин Ю.А., Ганцев А.В., Амангельдиев Д.М. Исследование процесса ароматизации сырья риформинга на цеолитсодержащем катализаторе // Сетевое издание «Нефтегазовое дело». 2018. № 5. С. 58-77.

Кузьмина Р.И., Фролов М.П., Ливенцев В.Т., Ветрова Т.К., Ковнев А.В. Разработка цеолитсодержащего катализатора риформинга // Катализ в промышленности. 2010. № 6. С. 29-34.

Klerk A. Zeolites as Catalysts for Fuels Refining after Indirect Liquefaction Processes // Molecules. 2018. No. 23 (1). pp. 115-132. DOI: 10.3390/molecules23010115.

Eрофеев В.И., Хомяков И.С., Егорова Л.А. Получение высокооктановых бензинов из прямогонных бензинов на модифицированных цеолитах // Теоретические основы химической технологии. 2014. Т. 48. № 1. С. 77–82. DOI: 10.7868/S0040357114010023.

Мамедов С.Э., Ахмедова Н.Ф., Мирзалиева С.Э., Мирзаи Дж.И., Ахмедов Э.И., Азмамедова Х.М., Дадашева С.С. Превращение н-гексана и прямогонной бензиновой фракции на модифицированных пентасилах // Нефтегазохимия. 2018. № 1. С. 35-38. DOI: 10.24411/2310-8266-2018-10106.

Мамедов С.Э., Ахмедова Х.В., Ахмедова Н.Ф., Дадашева С.С., Ахмедов Э.И. Превращения прямогонной бензиновой фракции на высококремнеземном цеолите, модифицированном галлием и цирконием // Химия и технология топлив и масел. 2016. № 3 (595). C. 28-31.

Величкина Л.М., Восмериков А.В., Восмерикова Л.Н., Канашевич Д.А. Влияние структурного типа цеолита на его изомеризующую активность в процессе превращения н-алканов // Нефтепереработка и нефтехимия. Научно-технические достижения и передовой опыт: науч.-информац. сб. М., 2016. № 8. С. 29-36.

Baerlocher Ch., McCusker L.B., Olson D.H. Atlas of Zeolite Framework Types. URL: http://www.iza-structure.org/books/Atlas_6ed.pdf (дата обращения: 12.04.2019).

Arean C.O., Delgado M.R., Nachtigall P., Thang H.V., Rubeš M., Bulánek R., Chlubná-Eliášová P. Measuring the Brønsted Acid Strength of Zeolites – Does it Correlate with the O–H Frequency Shift Probed by a Weak Base? // Physical Chemistry Chemical Physics. 2014. No. 21 (16). P. 10129-10141. DOI: 10.1039/C3CP54738H.

Asaftei I.V., Sandu I., Lungu N.C., Spac A.F., Ignat M. Transformation of Gaseous Technical Mixture of the Alkanes and Alkenes into Liquid Fraction over Ni-HZSM-5 Obtained by Ionic Exchange // Revista de chimie. 2018. Vol. 69 (4). P. 938-943.

Peron D.V., Zholobenko V.L., de la Rocha M.R., de Souza M.O., Feris L.A., Marcilio N.R., Ordomsky V.V., Khodakov A.Y. Nickel-Zeolite Composite Catalysts with Metal Nanoparticles Selectively Encapsulated in the Zeolitemicropores // Journal of Materials Science. 2019. Vol. 54 (7). P. 5399-5411. DOI: 10.1007/s10853-018-03250-5.

Kazansky V.B., Borovkov V.Yu., Serikh A.I., van Santen R.A., Anderson B.G. Nature of the Sites of Dissociative Adsorption of Dihydrogen and Light Paraffins in ZnHZSM-5 Zeolite Prepared by Incipient Wetness Impregnation // Catalysis Letters. 2000. Vol. 66. Issue 1-2. P. 39-47. DOI: 10.1023/A%3A1019031119325.

Афонин А.А., Аниськова Т.В., Ветрова Т.К., Ливенцев В.Т., Кузьмина Р.И. Каталитические превращения н-гексана на модифицированном высококремнеземном цеолите // Известия вузов. Серия Химия и химическая технология. 2012. Т. 55. № 5. С. 101-104.

Дергачев А.А., Лапидус А.Л. Каталитическая ароматизация низших алканов. URL: http://www.chem.msu.su/rus/jvho/2008-4/15.pdf (дата обращения: 12.04.2019).




DOI: http://dx.doi.org/10.17122/ogbus-2019-4-155-172

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.