Анализ цеолитных катализаторов

Анализ цеолитных катализаторов [c.242]

Получение дурола. Масштабы производства дурола в значительной степени ограничиваются отсутствием достаточно эффек тивных методов его получения. Суммарная производительность существующих в мире опытных установок по получению дурола составляет несколько тысяч тонн в год [109]. Действующее в СССР производство дурола многостадийно, дорого и небезупречно с экологической точки зрения. Анализ последних научных достижений показывает, что высокоэффективный процесс получения дурола можно создать на основе цеолитных катализаторов. [c.134]

Значительные успехи достигнуты в идентифицировании поверхностных центров, способных взаимодействовать с адсорбированными молекулами, а также в анализе тех изменений, которые происходят в молекулах при адсорбции на цеолитах. Несмотря на то что эти исследования проведены в статических условиях, полученные данные помогают значительно лучше понять характер каталитических процессов, протекающих на поверхности цеолитных катализаторов. [c.328]

Предлагаемый обзор посвящен проблемам физикохимии цеолитов и цеолитного катализа. В нем рассмотрены особенности структуры цеолитов, обсуждены эффективные способы модифицирования цеолитных катализаторов. Проведен анализ существующих представлений о механизме действия цеолитных систем в реакциях кислотно-основного и окислительно-восстановительного типов, а также рассмотрены процессы бифункционального катализа на металлцеолитных контактах. Особое внимание уделено цеолитсодержащим катализаторам, которые составляют основу современной промышленности переработки углеводородного сырья. [c.39]

На цеолитных катализаторах исследовали превращения органических соединений различных классов, но больше всего работ посвящено изучению дегидратации спиртов. Однако результаты трудно сопоставлять, так как они были получены с цеолитами, отличающимися по способу приготовления, изучены различными методами с различной точностью анализа. [c.444]

Перед испытанием цеолитов, в которых металл находится в виде катиона, и цеолитных катализаторов, содержащих металл, необходимо контролировать их свойства содержание влаги после низкотемпературной дегидратации (сушки) и остаточной влаги до и после стадии восстановления металла до нулевой валентности, степень восстановления металла, зависящую от природы, количества и метода введения его в цеолит и, наконец, кислотность цеолита. Для определения состояния металла в решетке цеолита используют рентгенофазовый и спектральный анализы, электронную микроскопию и др. [c.143]

Ход анализа. Навеску 0.1 г образца катализатора на цеолитной основе, содержащего 0.1 — 0.5 % Pt, разлагают царской водкой. Далее переводят в хлориды, добавив 5 мл концентрированной соляной кислоты и выпарив досуха. Содержимое стакана растворяют в 10 мл 2 М H I и раствор с осадком фильтруют через бумажный фильтр. Нерастворимый осадок озоляют в корундовом тигле и сплавляют с небольшим количеством перекиси натрия. Плав растворяют в 5 мл концентрированной соляной кислоты, присоединяя раствор к основному фильтрату. Фильтрат количественно переводят в мерную колбу вместимостью 25 мл. [c.19]

Крекинг газойля. Основная область применения цеолитных катализаторов в промышленности связана с процессом каталитического крекинга дистиллятов первичной перегонки нефти, содержащих алифатические, циклоалифатические (нафтеновые), олефиновые и ароматические углеводороды. При каталитическом крекинге нефтяных фракций протекают реакции дезалкилирования ароматических соединений, крекинга парафинов и олефинов, перераспределения водорода и циклизации олефинов. С основными представлениями о механизмах реакций, которые вносят вклад в процесс крекинга нефтяного сырья на цеолитных катализаторах, мы уже познакомились в предыдущих разделах этой главы. Однако использовать эти представления для анализа превращений отдельных классов углеводородов в крекинге все-таки очень трудно, так как продукты крекинга отличаются очень сложным составом. Первые работы Планка и Росин-ского [161, 297] по крекингу газойля, выкипающего в интервале 260—400° С, показали, что замена алюмосиликатного катализатора на цеолиты типа X дает следуюгцие преимущества 1) более высокую активность, которая сохраняется даже при повышенных содержаниях остаточного кокса, 2) более высокую селективность по бензину (Сз+) и снижение выхода газа (С4-) и кокса, 3) более высокую стабильность при термических и термопаровых обработках, характерных для процесса регенерации катализатора. Эти преимущества становятся еще более заметными при использовании в качестве катализаторов кальций-аммонийной и редкоземельно-аммонийной форм цеолита X. Моску и Моне [148] исследовали влияние жесткости термических и термопаровых обработок катализаторов РЗЭ-Х и РЗЭ- на эффективность крекинга газойля, выкипающего при 272—415° С. Они пришли к выводу, что удаление наиболее сильных кислотных центров в высокотемпературных условиях благоприятно сказывается на повышении выходов бензина. Для того чтобы рассмотреть причины повышения селективности по бензину, обратимся к последовательности превращения газойля, кинетическая модель которого [схема (71)] была разработана Уикманом и Нейсом [298]. В соответствии с этой моделью при первичном крекинге (эта стадия на схеме обозначена символом происходит образование бензина и некоторого количества газа, а также кокса, тогда как при вторичном крекинге (А ,) расщеплению подвергается бензин. [c.109]

Синтезированные описанными выше методами цеолитные катализаторы крекинга необходимо подвергнуть тщательному анализу и определить их химические и физические характеристики. Определение активной окиси алюминия [9], а также титрование с индикаторами Гаммета [33—35] стали классическими методами анализа алюмосиликатов. Однако в цеолитсодержащих катализаторах крекинга связь между концентрацией активной окиси алюминия, кислотностью и активностью установить не удается. Известно, например, что в аморфных алюмосиликатах анализ на активную окись алюминия позволяет количественно определить содержание тетраэдрически координированных атомов алюминия, которое в свою очередь пропорционально каталитической активности и селективности. Между тем, когда этот же метод попытались применить для исследования цеолитных катализаторов, содержащих одинаковое количество цеолитной состав- [c.242]

Химический анализ. Химический анализ катализаторов обычно проводится с тем, чтобы определить содержание окислов алюминия (А12О3), кремния (ЗЮа), натрия (КагО), редкоземельных элементов ((РЗЭ)зОз), аммиака (МНз), а также некоторых анионов, в частности сульфатов, нитратов или хлоридов (864, N02 или С1), которые попадают в катализатор во время обмена или отмывки. Наиболее важно определить содержание натрия и окислов редкоземельных элементов, поскольку термическая и гидротермальная стабильность большинства цеолитных катализаторов зависит от содержания этих двух компонентов. Методы определения этих элементов описаны в литературе [37, 38]. [c.243]

Компания Davison выпускает крупно-, мелко- и среднезернистые цеолитные крекирующие катализаторы с матрицами различных типов. Результаты микроситового анализа типичного катализатора приведены в табл. 11-5. [c.245]

Гранулометрический состав типичных промышленных цеолитных катализаторов крекинга по данным микроситового анализа [c.246]

На рис. 4 приведены результаты исследования кинетики реакции крекинга кумола на цеолите НК-607(85), здесь же дана кривая для аморфного алюмосиликатного катализатора типа Гудри. В интервале 390—460°С температурная зависимость скорости реакции в координатах уравнения Аррениуса линейна для цеолитного катализатора, на катализаторе Гудри отклонения от линейности наблюдаются выше 380° С. Анализ полученных данных показал, что на обоих типах катализаторов процесс крекинга описывается классической кинетической схемой Лэнгмюра — Шваба. Эта схема для мономолекулярной необратимой реакции, протекающей на кинетически однородной поверхности, приводит к уравнению для скорости процесса [c.421]

На основании проведшного теоретического анализа авторы [27 приходят к заключению, что в случае аморфной окиси алюминия основной вклад в размывание хроматографической полосы вносят макропоры в случае цеолитных катализаторов основной вклад в размытие (98%) определяется мик-ропорами. [c.144]

Специфичность ката.иитических реакций для синтезированных кристаллических образцов по сравнению со смешанными может служить, как нам кажется, подтверждением того, что хром частично заместил алюминий и крелпшй в решетке цеолита. Об этом говорят такгке результаты химического и рентгеноструктурного анализов. Кроме того, наши данные позволяют сделать вывод о том, что полученные образцы, как и сал1 цеолит NaA, обладают каталитической активностью и что в зависимости от метода получения можно синтезировать хромовые цеолитные катализаторы, имеющие способность либо дегидрировать этиловый спирт, либо проявлять себя как катализатор смешанного действия. [c.177]

Нанесение сульфидов металлов на носители способствует улучщению их каталитических свойств. В работе [45] установлено, что в присутствии никельсодержащих цеолитов СаА, СаХ, СаУ начальный выход тиолана при гидрировании тиофена (Г= 250-300 °С, / =0.1 МПа, т = 1.5-3 с) составляет 90-98 %, но он быстро снижается через 0.5-1 ч работы, при этом с 1 г катализатора получается не более 0.35 г тиолана. По данным [46, 47], среди катализаторов, содержащих 0.2-5.1 мае. % никеля в цеолитах типа X, V, морденит, высококремнеземистый цеолит в Ка- или Н-форме (степень обмена 70-90 %), активность в образовании тиолана (Г= 250 °С, / =0.1 МПа, т = 2-7 с) проявляет только никель, введенный в цеолиты фожазитного типа. При этом скорость образования тиолана на катализаторе К1/КаХ в 7-10 раз ниже, чем на М/НаУ, что обусловлено частичным (до 40 %) разрушением кристаллической структуры КаХ в ходе реакции. Увеличение кислотности поверхности катализатора способствует повыщению активности никель-цеолитных катализаторов. Так, скорость образования тиолана на обладающем высокой кислотностью катализаторе К1/НКаУ в 2 раза превыщает наблюдаемую на некислотном катализаторе К1/КаУ. Применение методов рентгенофазового анализа, электронной микроскопии, ИК- и рентгенофотоэлектронной спектроскопии показывает, что в катализаторе К1/НКаУ, свежем и после проведения реакции, никель равномерно распределен в объеме цеолитного носителя, находится в виде изолированных и ассоциированных катионов а металлический никель отсутствует. В катализаторе после проведения реакции гидрирования тиофена содержится сера, по-видимому, под влиянием серосодержащей реакционной среды происходит превращение металлического никеля в высокодисперсный сульфид никеля. Максимально достигнутый выход тиолана на К18/НКаУ составляет 80 мол. % при селективности 86 %, скорость его образования равна [c.125]

Гранулометрический состав. При описании методов приготовления катализаторов в разделе о распылительной сушке были перечислены основные факторы, влияющие на гранулометрический состав цеолитных крекирующих катализаторов. В образце, прошедшем рас-пыЛкИтельную сушку любого типа, распределение частиц по размерам описывается симметричной кривой с максимумом. Однако оптимальное распределение частиц в промышленных установках крекинга нельзя заранее задать какой-то одной кривой, так как оно зависит не только от гранулометрического состава свежего катализатора, но и от конкретных особенностей каждой установки и способа образования кипящего слоя. Поэтому обычно в промышленности катализаторы выпускают с широким фракционным составом. Гранулометрический состав катализаторов определяют разными методами, но наиболее распространен ситовой анализ. Проводится он следующим образом [37]. [c.245]

В табл.1 представлены результаты исследования адсорбции СО и МО на модельных системах - катионзамещенных СиЧ, М1У, РеУ и Р У цеолитах, состояние ионов в которых изучено методами ЭПР, УФ-спектроскошш, ГРС и описано в литературе. С учетом полученных при анализе этих результатов закономерностей влияния состояния центров адсорбции на и 0 интерпретируются результаты исследования состояния к.п.м. на поверхности ряда катализаторов не-цеолитной природы (табл.1). [c.203]

Данные термогравиметрического (ТГ) анализа катализаторов (табл. 21) в интервале температур 700—1100°С показывают, что в цеолитсодержащих катализаторах образуются более термостабильные соединения молибдена, причем последний, по-видимому, взаимодействует с цеолитной частью катализатора более эффективно, чем с 7-AI2O3. [c.46]

Положение с диффузионным торможением дополнительно осложняется при переходе от однокомпонентного цеолита к двухкомпонентной системе цеолит — матрица. Одна из важнейших функций матрицы должна состоять в обеспечении транспорта вещества к цеолитному компоненту, равномерно распределенному в массе аморфного материала. Исходя из предположения, что зерно цеолитсодержащего катализатора представляет собой систему, состоящую из бидисперсной матрицы с ветвящимися модельными порами и цеолитного компонента, являющегося точечным источником поглощения сырья, выполнен анализ влияния пористой структуры и размера зерна катализатора на показатели процесса каталитического крекинга [401. Установлена возможность значительного роста производительности зерна цеолит- [c.76]

Другой железо-цеолитной системой, с помощью которой удалось окислить метан до метанола, является Ре28М-5, содержащий 0,80 мас.% Ре20з и открытый Г.И. Пановым с соавт. [20, 21]. После обработки этого катализатора N20 при 250°С и нагрева в атмосфере метана (108 Па) наблюдалось большое поглощение СН4, начиная с комнатной температуры, однако продукт с газовую фазу не выделялся (рис. З.1.). Проведенная экстракция продукта смесью ацетонитрил-вода с последующим анализом методами ЯМР и хроматографии показала, что единственным продуктом реакции является метанол. Кислород из N20, названный авторами а-кислородом, реагирует с СН4 [c.92]