Умови одержання цеолітвмісної мікросфери за дифузійно-кінетичними параметрами. Дослідження сильних кислотних центрів та розподілу продуктів крекінгу на ЦВМС. Визначення хімічного складу коксу. Аналіз стадій дезактивації та регенерації каталізаторів.
Аннотация к работе
НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ Автореферат на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наукЦеолітвмісний мікросферичний каталізатор крекінгу є наймасовішим та найбільш значущим серед усіх каталізаторів нафтопереробки, нафтохімії та хімії - він лежить в основі найважливішого каталітичного процесу нафтопереробної галузі. Перша з них продукує його способом in situ, коли цеолітну фазу синтезують у мікросферичних (0,04-0,1 мм.) гранулах попередньо сформованого каоліну з частковим перетворенням оксидів кремнію та алюмінію каолінітового походження в лужному середовищі до цеоліту, тоді як неперетворена частина мікросфери слугує матрицею цеолітної фази. В літературі наявні переважно патентні дані з приготування каталізатора крекінгу, але відсутні закономірності синтезу ЦВМС, тим більше - на основі вітчизняного каоліну, не вивчено кислотні характеристики ЦВМС, її активність у крекінзі, коксотворні властивості. Не відомі також порівняльні властивості каталізаторів виробництва in situ та способу змішування, передусім динаміка їх дезактивації та характер утворюваного коксу в залежності від способу одержання, не розроблено прецизійних методів дослідження коксоутворення. Метод дозволяє зводити матеріальний баланс процесу, вивчати склад, динаміку та характер вигоряння коксу в залежності від умов підготовки каталізатора та проведення крекінгу.Показано, що найбільш відпрацьованими на даний момент є питання синтезу цеолітів із реагентів, рівно ж як і приготування каталізаторів крекінгу на основі чистих цеолітів типу Y, хоча і в даній області залишаються проблеми, а тому виконуються роботи по підбору компонентів матриць, синтезу високо модульних цеолітів, промотуванню каталізаторів цеолітами типу пентасилу тощо. Порівняно мало робіт у загальному потоці цеолітних досліджень присвячено питанням дезактивації кислотних цеолітних каталізаторів у результаті коксоутворення, вивченню самого коксу в звязку з умовами дезактивації, кислотністю цеолітів. Авторами роботи для цієї мети модельовано спеціальний ліфт-реактор перемінної довжини, що за постійності динамічних характеристик потоків дозволяє змінювати час контакту сировини з каталізатором у вказаних межах - від 0,15 сек. до 5 сек. У другому розділі описано вихідні речовини та матеріали, використані для синтезу ЦВМС, а також цеоліти, матриці та каталізатори, які слугували обєктами порівняння для ЦВМС та синтезованого на її основі каталізатора. Важливо відзначити, що у ЦВМС-39 досягнуто такого ж співвідношення мікро-, мезо-та макропористості, як і у зразку порівняння "Енгельгард" з вмістом цеолітної фази 15%, а отже, обидва зразки ідентичні за дифузійно-кінетичними характеристиками, незважаючи на майже триразове переважання концентрації цеоліту у ЦВМС порівняно з її концентрацією у каталізаторі "Енгельгард".У дисертації наведено теоретичне узагальнення та вирішення наукової задачі, що виявляється в нових закономірностях синтезу цеолітвмісної мікросфери (ЦВМС) з каоліну Просянівського родовища України, особливостях крекінгу кумолу на синтезованій мікросфері, результатах вивчення утворення та диференціального окиснення коксу на різних матричних фазах і каталізаторах крекінгу, а також у синтезі ЦВМС, на основі якої створено конкурентоспроможний мікросферичний каталізатор крекінгу з підвищеною регенераційною здатністю. На основі каоліну in situ вперше вивчено закономірності синтезу ЦВМС в залежності від величин: - Виявлено залежність положення температурного максимуму десорбції аміаку від вмісту цеолітної фази у зразку, а також інтенсивну хемосорбцію мікросферою кумолу на ЦВМС при 320?С без ознак крекінгу. Подальший прогрів ЦВМС до 450?С дає каталізат аномального, порівняно з каталізатом звичайного каталізатора крекінгу, вуглеводневого складу: поруч з пропіленом і бензолом як основними продуктами реакції, звичайним домішковим толуолом і неперетвореним кумолом каталізат вміщує аномально високі кількості н-пропілбензолу, але не вміщує звичного для каталізаторів крекінгу етилбензолу. Дано трактовку утворенню н-пропілбензолу як проміжного продукту при виникненні толуолу, тоді як відсутність етилбензолу серед продуктів крекінгу пояснено відсутністю льюїсових кислотних центрів на досліджуваних зразках, що не дозволяє реалізуватись реакційному маршрутові через протонування третинного атому вуглецю ізопропільної групи за суперкислотним механізмом Ола з подальшим переходом некласичного карбкатіона у класичний.