ПРЕВРАЩЕНИЕ ПРОПИЛЕНА И ПРОПАН-ПРОПИЛЕНОВОЙ СМЕСИ НА СУЛЬФАТИРОВАННОМ ЦИРКОНИЙ-ЦЕОЛИТНОМ КАТАЛИЗАТОРЕ Мамедова М.Т.

Институт Нефтехимических Процессов им. Ю.Г. Мамедалиева НАН Азербайджана


Номер: 7-1
Год: 2014
Страницы: 23-25
Журнал: Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук

Ключевые слова

пропилен, олигомеризация, цеолит ZSM-5, цирконий диоксид, propylene oligomerization, zeolite ZSM-5, zirconium dioxide

Просмотр статьи

⛔️ (обновите страницу, если статья не отобразилась)

Аннотация к статье

Исследовано превращение пропилена и пропилен-пропановой смеси в присутствии бикомпонентных каталитических систем, состоящих из диоксида циркония и декатионированного цеолита ZSM-5, модифицированных SO ионами. Установлено зкономерности олигомеризации пропилена на этом катализаторе. Предложено многокомпонентный цеолить-циркониевый катализатор для процессов олигомеризации пропилена и пропан-пропиленовой фракции.

Текст научной статьи

Известно, что олефины, в частности пропилен, который содержится в нефтезаводских газах, а также получается из природных и попутных газов, путем термического пиролиза или дегидрирования, олигомеризуется на каталитических системах с получением смесей алифатических и ароматических углеводородов [1, 458; 2, 38; 3, 106; 4, 125]. Получаемые при этом продукты известны как сырье для нефтехимии и продуктов органического синтеза. Одним из основных процессов переработки пропилена является его димеризация и олигомеризация в присутствии различных гомогенных и гетерогенных катализаторов. В частности, цеолит HZSM-5 проявляет высокую активность в процессе превращения олефинов С3 - С6 в бензиновую и дизельную фракции в реакторе с неподвижным слоем [5, 564]. На состав продуктов олигомеризации значительно влияют условия проведения процесса и свойства катализатора. Целью настоящего исследования является изучение влияние условии проведения процесса на олигомеризацию пропилена на сульфатированном цирконий-цеолитном катализаторе. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ Для приготовления бикомпонентного катализатора использовали декатионированная форма цеолита ZSM-5 и гидрогель цирконий диоксида. Гидрогель цирконий диоксида был приготовлен осаждением ZrOCl2·8H2O раствором NH4OH при 343 - 353К и значении рН 8.0 - 8.5. Осадок отмывали слабым раствором NH4OH до отрицательной реакции на ионы Cl- и сушили при комнатной температуре. Декатионированная форма цеолита была получена ионным обменом исходного Na-форма цеолита и азотнокислого аммония. Катализаторы получали смешением рассчитанных количеств цеолита и гидрогеля циркония диоксида (в отношении 3:1) с дальнейшей пропиткой раствором сульфата аммония. Образцы формовали со связующим компонентам γ-Al2O3 в количестве 25 масс.% от массы сухого катализатора, сушили при комнатной температуре при 383 - 393 К, прокаливали 3 часа при 823 - 923 К. Испытание каталитической активности образцов проводили при атмосферном давлении в каталитической установке проточного типа. В кварцевый реактор диаметром 22 мм загружали катализатор в количестве 4 г, который нагревали в токе осушенного воздуха 2 часа при 773К, далее реактор 0.5 часов продували азотом. В качестве сырья использовали пропилен, полученный дегидратацией изопропанола с чистотой 99.9% и пропан-пропиленовую смесь с установки каталитического крекинга состава - . Продукты реакции анализировали на хроматографах Цвет - 500 и ЛХМ -8МД. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ Результаты исследований активности приготовленного катализатора SO42-/ZrO2/HZSM-5 в олигомеризации пропилена представлены на рис.1 и 2 и в таблицах. Как видно из рис.1 в условиях варьирования температур от 523 до 623 К при объемной скорости 500 ч-1 конверсия пропилена (кр.1) повышается до 83% с повышением выхода жидких олигомеров (кр. 2) до 51мас. %. При этом жидкий катализат представляет собой углеводородную фракцию, состоящую из 8 - 12 % парафиновых улгеводородов и не содержащей ароматические улгеводороды. Состав жидкой фракции приведена в таблице 1. Таблица 1 Состав жидких продуктов на катализаторе SO42-/ZrO2/HZSM-5 при T= 623К. Распределение углеводородов Содержание, % и выше 21.0 30.3 46.6 Влияние температуры процесса на изменение состава жидкой фракции приведено в таблице 2. Таблица 2 Влияние температуры на распределение жидких продуктов превращения пропилена на SO42-/ZrO2/HZSM-5 (объемный скорость - 500 ч-1 ). Температур, К Состав жидких углеводородов, % Алифатические Ароматические бензол толуол Ксилолы + этилбензол Арены С9, С10 > 523 100 - - - - 573 96.3 - - 2.3 2.0 623 90.5 - - 5.5 4.0 673 40.0 5.4 24.5 18.3 12.6 773 17.0 7.8 30.2 25.5 19.5 При превращении пропан-пропиленовой смеси на SO42-/ZrO2/HZSM-5 образование жидких олигомеров начинается с 523 К и при 553 К (объемный скорость - 500 ч-1) за 1.5 ч работы выход катализата превышает 25%; при 593 К выход достигает 51%, содержание пропана в составе отходящего газа со временем изменяется незначительно (рис.2). Рис.2. Зависимость содержания пропилена (1) и пропана (2) в составе газа от продолжительности реакции (T = 563 К, объемная скорость 350 ч-1) на катализаторе SO42-/ZrO2/HZSM-5 В процессе превращения пропилена на поверхности исследуемого катализатора наблюдали образование продуктов уплотнения (ПУ) , причем, коксообразование начинается к концу 1 ч проведения опыта и достигает 2.5%. Причем, именно с этого момента происходит образование олигомеров и конверсия достигает 73.1%. Накопление ПУ происходит равномерно и до конца третьего часа не оказывает влияния на выход жидкого катализата, конверсия пропилена при этом возрастает. Отбор жидкого катализата через каждый час показывает стабильное образование жидкости с выходом 45 % на катализаторе. Накопление ПУ при 623 К на катализаторе за 150 мин в количестве более 5.5% приводит к снижению конверсии пропилена. Аналогичный характер зависимости ПУ и конверсии пропилена от продолжительности работы наблюдается и при 573 К. Таким образом, образующиеся на поверхности катализатора ПУ оказывают существенное влияние на активность исследуемого образца. Таким образом, в результате проведенных исследований можно предложить многокомпонентный цеолить-циркониевый катализатор, модифицированный ионами SO42- для процессов олигомеризации пропилена и пропан-пропиленовой фракции.

Научные конференции

 

(c) Архив публикаций научного журнала. Полное или частичное копирование материалов сайта возможно только с письменного разрешения администрации, а также с указанием прямой активной ссылки на источник.