ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Катализаторы крекинга из "Физико-химическая технология глубокой переработки нефти и газа. Ч 2" Аморфные алюмосиликаты являлись основными промыш — ле1[ными катализаторами крекинга до разработки цеолитсодержа— щих катализаторов. Синтезируются они при взаимодействии растворов, содержащих оксиды алюминия и кремния, например, жидкого стекла Ыа О 3 510 и сернокислого алюминия А12(50 ) . Химический состав аморфного алюмосиликата может быть выражен формулой Ыа 0(А1202 х 510 ), где х — число молей 510 на 1 моль АЬ О . Обычно в промышленных аморфных алюмосиликатах содер — жание оксида алюминия находится в пределах 6 — 30 % масс. [c.109] А1 Высушенные и прокаленные аморфные алюмосиликаты проявляют протонную и апротонную кислотности. При этом по мере повышения температуры прокаливания происходит превращение протонных кислотных центров в апротонные. [c.110] В настоящее время насчитывается несколько десятков разно — видностей природных и синтетических цеолитов, отличающихся структурой, типом катионов Ме, силикатным модулем и числом молекул кристаллизационной воды. Структура цеолитов характеризуется наличием большого числа полостей, соединенных между собой окнами, или микроканалами, размеры которых сравнимы с размерами реагирующих молекул. Обычно полости имеют больший диаметр, чем каналы (или окна). Например, в цеолите типа шабазит имеется 3-10 ° полостей диаметром 11,4 А, в каждую полость которого может вместиться 24 молекулы воды. Диаметр окон шабазита составляет 4,9 X. При нагреве цеолита вода удаляется, и образуется ячеистая структура. Удельная поверхность цеолитов достигает 700 — 1000 мVг. Обезвоженные цеолиты способны избирательно адсорбировать молекулы различных веществ в зависимости от размеров каналов. Разумеется, если диаметр адсорбируемого вещества больше, чем сечение канала, то оно не может проникнуть во внутренние поры цеолита (ситовой эффект). Так, при диаметре канала (окна) 4 Л цеолит не может адсорбировать углеводородов норма/ 1ЬНого стро — еиия, диаметр молекул которых равен 4,9 Л. [c.110] Обычно тип структуры синтетического цеолита обозна — чают буквами латинского алфавита А, X, V,. .. Ь и т.д. Перед буквами ставят химическую формулу катиона металла, компенсирующего отрицательный заряд алюминия в алюмосиликате. Например, СаХ означает цеолит типа X в кальциевой обменной форме ЬаУ, ЯеУ — соответственно лантановая и редкоземельная форма цеолита У. [c.110] За рубежом цеолиты классифицируют иначе перед буквой, обозначающей тип цеолита, ставят цифру, соответствующую максимальному диаметру молекул (в ангстремах), адсорбируемых дан — ным л еолитом. По этой классификации цеолиту ЫаА соответствует цеол1 Т 4А, цеолиту СаА — 5А, цеолиту ЫаХ — 13Х, цеолиту СаХ — 10Х к т.д. [c.111] Тетраэдры с ионами 31 + электрически нейтральны, а тетраэдры с ионами трехвалентного алюминия АР имеют заряд минус единица, который нейтрализуется положительным зарядом катиона Ме (сначала катионом Ыа+, поскольку синтез чаще ведется в щелочной среде, затем в результате катионного обмена — катио — н 1ми других металлов, катионом НН или протоном Н ). [c.112] Наличие заряженных ионов алюминия на новерхности цео — лита (центры Бренстеда) и обусловливает кислотные свойства и, следовательно, его каталитическую активность. [c.113] Натриевая форма цеолитов каталитически малоактивна и наименее термостабильна. Оба эти показатели существенно улучшаются при увеличении силикатного модуля цеолитов, а также степени ионного обмена на двухвалентные и особенно на трехва — лентные металлы. Среди них более термостабильны цеолиты типа ReY, обладающие к тому же важным свойством — высокой катали — тической активностью. Благодаря этим достоинствам цеолиты серии ReY как активный компонент катализаторов крекинга получили исключительно широкое применеЕше в мировой нефтепереработке. [c.113] Важным этапом в области дальнейшего совершенствования цеолшных катализаторов крекинга явилась разработка (в 1985 г. фирмой Юнион карбаид ) нового поколения цеолитов, не содержащих редкоземельных элементов — так называемых химически стабилизированных цеолитов. [c.113] В результате обмена ионов А1 на ионы 51 образуется более прочный и термостабильный цеолит с повышенным силикатным модулем и кристаллической решеткой без пустот. Еще одно досто — инство этого процесса, обозначенного как процесс —210, — это Т1), что фтороалюминат аммония растворим и полностью выводится из кристаллической решетки цеолита. Цеолиты —210 (торговые марки Альфа, Бета, Эпсилон и Омега) характеризуются повышенной гидротермической стабильностью и селективностью, повышенной с табильностью по отношению к дезактивации металлами, но пони — женной активностью в реакциях переноса водорода, что способствует повышению выхода изоолефинов в газах крекинга и октановых чисел бензинов. [c.114] Недостатком всех цеолитов является их недостаточно высокая механическая прочность в чистом виде, и потому они в качестве промышленного катализатора не используются. Обычно они вводятся в диспергированном виде в матрицу катализаторов в количес — тзе 10—20 % масс. [c.114] Кроме того, для снижения потерь ката — лизатора от испарения и уменьшения коррозии аппаратуры в системах ката — лизатора в циркулирующий катализатор вводят смазывающие порошки из смеси окиси магния, карбоната и фосфата кальция, иногда титаната бария. Эти добавки взаимодействуют при высокой температуре с поверхностью катализатора, в результате чего на ней образуется глянец, способствующий снижению истирания. [c.116] На рис.8.3 и в табл.8.4 представлены сравнительные данные по качеству продуктов крекинга, в том 4t еле бензина, полученных при крекинге газойля на алюмосили — кстном и цеолитном катализаторах (при одинаковой конверсии). [c.116] Вернуться к основной статье