Отчет по практике на предприятии АО «Институт органического катализа и электрохимии им. Д.В.Сокольского»

 

 

Результаты идентификации углеводородов проводили по индексам Ковача.

 

2. Особенности приготовления катализаторов из активированных монтмориллонитов

 

Использована тщательно измельченная монтмориллонитовая глина Таганского месторождения без выделения мономинеральной фракции монтмориллонита. Н-форму Таганского монтмориллонита получали по общепринятой методике обработкой 20% раствором H2SO4 с последующим отмыванием от ионов SO42-. Активированную глину формовали, сушили в тонком слое сначала при комнатной температуре, затем при 150С и далее подвергали прокаливанию при 500С. Подготовленную Н-форму ММ использовали как носитель для Pt-, Pd- и Ni-катализаторов и как исходный материал для пилларирования.

 

3. Особенности приготовления катализаторов из пилларированных монтмориллонитов

 

В работе использованы столбчатый алюминиевый монтмориллонит.

В качестве фиксирующего агента наиболее широко применяется и лучше других изучен олигокатион алюминия в составе гидроксокомплекса (в промышленности США носит название «хлоргидроль») предполагаемого состава [Al13O4(OH)24(H2O)12]7+, сокращенно (Al137+) c четырехкоординированным атомом алюминия. Методика получения олигомерного (Al137+) состоит в гидролизе водного раствора AlCl3 водным раствором NaОН с соотношением OH-/Al3+=2,5 и конечным рН=4,1 в условиях интенсивного перемешивания.

В синтезированных нами образцах соотношение Al3+/глина составляло 1,5; 2,5; 5,0 7,5; ммоль/г глины. Полученный продукт (Al-ММ) отделяли центрифугированием, отмывали до отрицательной реакции на Cl--ионы, формовали, сушили в тонком слое сначала при комнатной температуре, затем при 1500С и далее подвергали прокаливанию при 5000С.

3. Результаты и их обсуждение

В Таблице 2 представлен химический состав Таганского ММ до и после активации. Наряду с основными компонентами SiO2 и Al2O3 , Таганский ММ содержит оксиды Fe3+ и оксиды щелочных и щелочноземельных металлов. Кроме того, в ММ обнаружены оксиды Ti4+,Co2+, Mn4+, Sr2+, Ni2+ , суммарное количество которых превышает 0,15% . Кислотная активация приводит лишь к снижению содержания щелочных компонентов.

ММ	Содержание основных компонентов
	SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	Na2O	K2O
До кислотной активации	67,9	22,4	0,6	0,4	4,0	1,5	0,5
После кислотной активации	75,7	19,7	0,4	0,1	2,0	0,1	0,2

 

Таблица 3 -  Влияние природы металлической компоненты в катализаторе на основе НММ на активность в реакции гидроизомеризации н-гексана при предварительной температуре восстановления 450С.

Кат. на основе НММ	ТС	α	SС6	SС6+	Состав продуктов реакции, %
					н-С5	2МБ	2,2Д МБ	2МП	3МП	2,4Д МП	3,3Д МП
Pd 2,5	250	8,3	79,5	100	-	-	-	4,0	2,6	0,7	1,0
	300	19,5	98,5	100	-	-	0,3	10,3	8,6	0,3	-
	350	43,9	98,9	100	-	-	3,9	25,3	14,2	0,2	0,3
	400	44,7	93,3	98,2	0,5	0,3	1,9	23,9	15,9	0,8	1,4
Pd 5	350	28.9	99.7	100			0.1	18.6	10.0	0.01	0.01
	400	51.8	99.8	100			0.9	26.6	16.0	0.01	0.01

 

*н-С5-пентан; МБ-метилбутан; ДМБ-диметилбутан; МП-метилпентан; ДМП-диметилпентан; МГ-метилгептан

С ростом температуры конверсия  н-гексана и селективность по С6 растут. Выход С6 изомеров увеличивается с 79,5 % при 250С и до 93,3 % при 400С на  Pd  катализаторе.

Таблица 4 – Изомеризация н-гексана на 0,35% Pd-Al/НММ – композитном катализаторе при разных соотношениях Al/глина

Соотно-шение Al:НММ, ммоль/г	Т, С	α, %	SС6, % селективность	SС6+, %	Выход продуктов реакции, %
					н-С5	2МБ	2,2Д МБ	2МП	3МП	2,2Д МП	2,4Д МП	3,3Д МП
2,5	250	1,8	83,3	100	-	-	-	1,2	0,3	-	0,3	-
	300	6,7	97,0	100	-	-	-	4,9	1,6	-	0,2	-
	350	28,8	99,0	99,7	0,1	-	0,2	19,5	8,8	-	0,1	0,1
	400	41,6	92,8	97,4	0,7	0,4	1,3	22,1	15,2	-	0,7	1,2

 

 

С ростом температуры конверсия н-гексана и селективность по С6 растут. Выход С6 изомеров увеличивается с 83,3% при 2500С и до 92,8% при 4000С на  Pd  катализаторе.

 Сравнительные структурные и адсорбионные характеристики катализаторов на основе Таганского ММ, а также , Pt - ,   Pd - , Ni – катализаторов на его основе представлены в Таблице 5

Таблице 5. Сравнительные структурные и адсорбионные характеристики катализаторов на основе Таганского ММ

Катализаторы	D001.Å	∆d.Å	Sуд2/г	К, нм	V.см3/г
NaMM	12.6	-	48.2	1,2-6,0	0.478
HMM	14.1	1.5	245.1	0,4 – 7,5	0.468
Al(2.5)MM	19.0	6.4 (4.9)	284.2	1,2-5,0	0.456
Al(5)MM	18.2	5.6 (4.1)	255.0	1,5-6,5	0.480
Pt/Al(5.0)MM	17.1	4.5 (3.0)	236.0	2,0-6,0	0.420
Pd/Al(5.0)MM	18.2	5.6 (4.1)	238.0	1,0-7,5	0.435
Ni/Al(5.0)MM	17.4	4.8(3.3)	206.4	1,0-7,0	0.417

 

 

Приведенные значения ∆d характеризует раздвижение слоев монтмориллонита. Для пилларированных образцов раздвигаются на 4,5 – 6,4 Å. Значения удельных поверхностей растут от 48,2 м2/г для исходного NaMM до 284,5 м2/г для Al(2.5)MM. Введение металлов в пилларированный ММ  несколько понижает удельных поверхностей и суммарного объема пор. По сравнению с исходной Na формой ММ удельные поверхности возрастают в 5 – 5,9 раза.

Пилларирование Таганского ММ и введение в него металлов несколько изменяет  пористую структуру катализаторов.

 

Заключение

Высокая активность наноразмерных частиц Pd, нанесенных на пилларированный Al  монтмориллонит в реакции изомеризации н – гексана, одного из компонентов прямогонной фракции бензина, предполагает перспективы практического использования этих катализаторов для изомеризации легкой нафты с получением высокооктановых добавок к моторным топливам.

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

1. А.К.Акурпекова , Н.А.Закарина, Л.Д. Волкова, О.Далелханулы «Изомеризация н – гексана на Ni – катализаторах, нанесенных на алюминиевый столбчатый монтмориллонит» Серия химии и технологии.-2014. - №3. – С.24 - 28.
2. Л.Д.Волкова, Н.А.Закарина, А.К.Акурпекова. Изомеризация н –гексана на Pd/AlNaMM – композитном катализаторе , модифицированном НCeY – цеолитом //Доклады Национальной Академии наук Республики Казахстан. URL: .http://nblib.library.kz/elib/library.kz/journal/Volkova0112.pdf, 2012 - № 1  - С. 45- 48.
3. Л.Д.Волкова, Н.А.Закарина, А.К.Акурпекова, В.П.Григорьева «Гидроконверсия н –гексана на никелевых на столбчатой глине катализатора» [Электронный ресурс] / Доклады Национальной Академии наук Республики Казахстан.URL:http://nblib.library.kz/elib/library.kz/journal/Закарина%20Н.А.,Акурпекова%20А.К.,Волкова%20Л.Д.,Григорьева%20В.П..pdf,
4. Л.Д.Волкова, Н.А.Щадин, Н.А.Закар. на/Пилларированный алюминием Таганский монтмориллонит в крекинге утяжеленного вакуумного газойля.URL:http://nblib.library.kz/elib/library.kz/journal/Volkova%20Shadin%20Zakarina.pdf