ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Химия катализаторов крекинга из "Синтез моторного топлива Сборник 2" Искусственные алюмосиликатные катализаторы были рассмотрены в свете химического строения окисей алюминия и кремния. В результате проведенных исследований было высказано предположение, что каталитическая активность обусловливается присутствующими на катализаторе ионами водорода. Можно надеяться, что изложенные здесь данные помогут ответить на вопрос, что является действующим началом катализаторов крекинга. Окись кремния сама по себе не активна или обладает весьма слабым крекирующим действием. [c.68] Окись алюминия несколько активнее, чем окись кремния, однако и она является слишком слабым катализатором крекинга. [c.68] Окись кремния и окись алюминия в определенном сочетании значительно активнее каждого компонента в отдельности. [c.68] Алюмосиликатные катализаторы могут быть приготовлены из гидрогелей или гидроокисей. Смеси безводной окиси с гидроокисью не дают активных катализаторов. Катализатор из окиси алюминия и окиси кремния, несомненно, имеет некоторые кислые свойства. [c.68] Эти катализаторы — твердые вещества. [c.68] Такое расположение атомов кремния и кислорода характерно также для всех известных кристаллических форм окиси кремния и для твердых кристаллических силикатов. Весьма вероятно, что катализаторы крекинга построены из таких ячеек. [c.69] Алюминий в некоторых соединениях связан своими валентностями с четырьмя атомами кислорода равномерно расположенными вокруг него (по углам тетраэдра). Но алюминий может быть соединен своими валентностями с шестью атомами кислорода, расположенными вокруг также на равных расстояниях (но углам октаэдра). [c.69] Эти два типа соединений алюминия с кислородом могут рассматриваться как мономеры, используемые для построения более сложных полимеров или сополимеров. [c.70] Алюминий трехвалентен, поэтому каждая линия, связанная с атомом алюминия, составляет лишь три четверти валентной связи. Вся валентность алюминия исчерпывается четырьмя такими линиями. Атом кислорода делит одну из своих валентностей с атомом кремния и три четверти другой валентности с атомом алюминия. Таким образом каждый атом кислорода насыщен только на одну и три четверти валентности и потому имеет свободной одну четверть валентности. Таких атомов кислорода четыре. Отсюда можно сделать вывод, что часть молекулы, соответствующая АЮ , не насыщена на полную валентную связь, а так как кислород является отрицательным элементом, то это — свободная отрицательная валентность. [c.71] Чтобы показать отношение к тетраэдрическому алюминию водородного иона, последний изображен на рисунке (предположение второе). Из его ассоциации с кислородными атомами логически вытекает, что этот водородный атом ионизирован и обладает кислыми свойствами. На основании третьего предположения алюмосиликатный катализатор является кислотой, устойчивой при высоких температурах. Так как полагают, что свойства катализатора зависят от его строения, то следует более подробно рассмотреть вышеприведенную схему и сопоставить ее с наблюдаемыми фактами. Согласно этой схеме, сразу становится очевидным, что ни окись кремния, ни окись алюминия не могут быть активными. Только сочетание окиси алюминия и окиси кремния, является активным, но не каждое из этих соединений в отдельности. [c.71] Но если оба компонента или один из них безводны, то образование такой связи невозможно. [c.72] Совершеппо очевидно, что и ион водорода, оказываю-ш,ий каталитическое действие, пе может рассматриваться отдельно от вещества, подвергающегося катализу. При каталитической реакции крекинга эффективным является только водородный ион, расположенный на поверхности катализатора. Водородный ион, находящийся в глубине катализатора, не доступен для углеводорода и потому не является эффективным. Каталитическая активность растет как с увеличением поверхности катализатора, так и с увеличением концентрации водородных попов на поверхности. [c.73] В настоящее время не имеется достаточного количества экспериментальных данных, подтверждающих вышеуказанные положения. [c.73] ОКИСЬ кремния и окись алюминия более тесно связаны, чем это удавалось ранее. Кроме того, стало возможным определить, зависит ли кислотность от содержания окиси алюминия, а также зависит ли активность от содержания одного из компонентов или от содержания их обоих. [c.74] Полученные результаты приведены в табл. 1. [c.74] В атомных отношениях алюминия к кремнию. Максимальная кислотность была найдена при Al/Si = 1. [c.74] На том же рисунке нанесен график для каталитической активности. Максимум активности лежит при отношениях Al/Si в пределах 1—2. [c.74] Было показано, что для алюмосиликатных катализаторов, свободных от примесей минеральных кислот, каталитическая активность, кислотность катализатора и его состав связаны между собой. Максимальная активность и максимальная кислотность наблюдались приблизительно при одинаковых составах. [c.75] Следует отметить, что эти экспериментальные данные находятся в согласии с предположением, что активная часть катализатора имеет состав (HAlSiOi). [c.75] Вернуться к основной статье