Влияние мольного соотношения SiO2/Al2O3 на кислотные и каталитические свойства цеолита HZSM-5 в реакции диспропорционирования этилбензола | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 1 июня, печатный экземпляр отправим 5 июня.

Опубликовать статью в журнале

Авторы: ,

Рубрика: Химия

Опубликовано в Молодой учёный №27 (161) июль 2017 г.

Дата публикации: 09.07.2017

Статья просмотрена: 90 раз

Библиографическое описание:

Керимли Ф. Ш., Мамедов С. Э. Влияние мольного соотношения SiO2/Al2O3 на кислотные и каталитические свойства цеолита HZSM-5 в реакции диспропорционирования этилбензола // Молодой ученый. — 2017. — №27. — С. 12-15. — URL https://moluch.ru/archive/161/45069/ (дата обращения: 22.05.2019).



В интервале температур 300–400 0С в проточной установке в реакторе идеального вытеснения в атмосфере водороде изучено влияние мольного соотношения SiO2/Al2O3 на кислотные и каталитические свойства цеолита HZSM-5 в диспропорционировании этилбензола. Показано, что с увеличением соотношения SiO2/Al2O3 с 61 до 200 происходит повышение селективности по пара-диэтилбензолу. Повышение пара-селективности обусловлено существенным уменьшением концентрации сильных кислотных центров с увеличением содержания Si в HZSM-5.

Для решения многих задач, связанных усовершествованием различных нефтехимических процессов и созданием новых, требуется использование новых каталитических систем. В этом отношении модифицированные цеолитсодержащие катализаторы занимают особое место в процессах нефтепереработки и нефтехимии [1,2]. Процесс диспропорционирования этилбензола на цеолитах представляет большой интерес как дополнительный источник получения п-диэтилбензола (п-ДЭБ). п-ДЭБ используются в основном как сырье для производства ионообменных смол, потребность в которых неуклонно возрастает [3]. п-ДЭБ применяется также в качестве десорбента при получении п-ксилола адсорбционным методом, а также являются перспективным сырьем в различных органических синтезах [4].

В настоящей работе приведены результаты исследования влияния мольного соотношения SiO2/А1203 в HZSM-5 на селективность диспропорционирования этилбензола.

Экспериментальная часть

Для исследования использовали цеолит типа HZSM-5 с мольными отношениями SiO2/А1203 равными 61,103 и 200 который путем ионного обмена переводили в NH4-форму по методике [5]. Н-форму цеолита получали термическим разложением NH4-формы при 500°С в течение 4 ч.

Опыты проводили на установке проточного типа со стационарным слоем катализатора объемом 4 см3 в реакторе идеального вытеснения при атмосферном давлении в интервале 250–400°С, об скорости подачи сырья 1 ч-1 и мольном соотношении Н2/ЭБ=3:1. Анализ продуктов реакции осуществляли с помощью хроматографии [5].

Результаты иих обсуждение

Из полученных результатов (табл.1) видно, что мольное отношение SiO2/Al2O3 в цеолите HZSM-5 оказывает значительное влияние на его каталитические свойства в диспропорционировании диэтилбензола. На HZSM-5 с мольным отношением SiO2/Al2O3 равным 61, диспропорционирование этилбензола протекает не селективно.

Таблица 1

Влияния соотношения SiO2/Al2O3 цеолите HZSM-5 на его каталитические свойства впревращении этилбензола

Цеолит

SiO2/Al2O3

(мольное)

Т, 0С

Состав катализата, масс%

Бензол

АРУ

С78

ПДЭБ

МДЭБ

ОДЭБ

ΣДЭБ

ΣТМБ

ЭБ

HZSM-5

61

300

350

400

6,2

10,3

15,3

0,1

1,4

3,3

5,5

5,9

6,5

7,9

8,9

9,5

-

1,2

3,5

13,4

16,0

19,5

0,2

2,9

4,8

80,1

69,4

57,1

HZSM-5

103

300

350

400

5,7

7,2

14,4

0,1

1,1

1,3

4,2

6,0

7,8

5,0

8,5

10,6

-

0,4

0,6

9,0

14,5

18,4

-

0,9

1,1

85,0

76,3

64,8

HZSM-5

200

300

350

400

5,1

6,3

14,2

0,1

0,9

1,1

2,3

6,8

8,8

2,3

8,8

11,8

-

4,6

15,6

20,6

-

0,5

90,2

77,2

63,6

Наряду с диспропорционированием заметно протекает изомеризация этилбензола и трансалкилирование ароматических углеводородов с образованием три-метилбензолов (ТМБ). Повышение температуры реакции с 300 0С до 400 0С способствует возрастанию выхода ксилолов и ТМБ. Содержание ксилолов и ТМБ увеличивается соответственно до 3,3 и 4,8 мас %. Увеличение соотношения SiO2/Al2O3 заметно снижает конверсию этилбензола. Однако, при этом происходит увеличение селективности диспропорционирования. При увеличении содержания SiO2/Al2O3 в цеолите с 61 до 103 содержание ксилолов и ТМБ снижается соответственно до 1,3 до 1,1 мас %. Дальнейшее увеличение соотношения SiO2/Al2O3 в цеолите до 200 практически подавляет реакцию трансалклирования. На этом образце в интервале температур 300–350 0С не наблюдается образование ТМВ; а при 400 0С содержание последнего ничтожно и составляет всего 0,5 мас %. Увеличение соотношения SiO2/Al2O3 приводит также повышению селективности цеолита по отношению к п-ДЭБ.

Рис. 1. Зависимость конверсии ЭБ и ПС от температуры: 1,1ʹ-HZSM-5 (61); 2,2ʹ-HZSM-5 (103); 3,3ʹ-HZSM-5 (200)

На всех образцах максимальная пара-селективность (ПС) наблюдается при температуре 300 0С. Наиболее высокая ПС достигается на образце с мольным отношением равном 200. Например, при 300 0С на этом образце ПС составляет 50,0 %, против 41,0 % на образце с мольным отношением SiO2/Al2O3 равном 61.

Увеличения температуры реакции с 300 0С до 400 0С значительно снижает ПС образцов. Наибольшее снижение ПС наблюдается на образце с наименьшим содержанием SiO2/Al2O3 в цеолите. Так, при увеличении температуры с 300 0С до 400 0С ПС образца с мольным отношением SiO2/Al2O3 равном 61 уменьшается с 41,0 % до 26,7 %, то на образце с мольным отношением SiO2/Al2O3 равном 200 ПС снижается с 50,0 % до 42,7 %.

Таблица 2

Влияние мольного соотношения SiO2/Al2O3 на концентрацию кислотных центров вHZSM-5

Мольное отношения SiO2/Al2O3

Тмах0С

Концентрация кислотных центров, мкмольч-1

Форма I

Форма II

Форма I

Форма II

61

195

408

625

528

103

192

372

597

374

200

188

358

585

321

Повышение ПС в реакции диспропорционирования ЭБ, очевидно, связано с уменьшением концентрации сильных кислотных центров при возрастании соотношения SiO2/Al2O3 в цеолите. Действительно, как видно из данных таб.2 с увеличением SiO2/Al2O3 в цеолите наблюдается значительное снижение концентрации сильных кислотных центров (с 528 до 321 мкмоль·ч-1), которые ускоряют побочную реакцию — трансалкилирование продуктов превращения этилбензола.

Литература:

  1. Janardhan H. L., Shannbhag G. V., Halgeri A. B. Shape-selective catalysis by phosphate modified ZSM-5: Generation of new acid sites with pore narrowing // Apll. Catal. A, -2014, -v.471, -p.12–18
  2. Joseph Antony Raj.K., V. R. Meenakshi, V. R. Vijayaraghavan. Ethyilation and disproporiation of ethylbenzene over substituted AFI tyipe molecular sieves// Appl.Catal.A, -1999, -v.181, -p.355–362
  3. Cejka J., Wichterlova B. Asid-catalyzed synthesis of mono- and dialkylbenzenes over zeolites: active sites< zeolite topology< and reaction mechanisims// Catal.Rev-Sci. Eng., -2002, -v.44, -p.375–421
  4. Joseph Antony Raj.K., Padina Malar E, Vijaragahavan V. R. Sharpe-selektive reactions with AEL and AFI type molecular sieves alkylation of benzene, toluene and ethylbenzene with ethanol, 2-propanol, methanol and t-butanol// J.Mol.Catal. A,-2006, -v.243, -p.99–105
  5. Мамедов С. Э., Ахмедов Э. И., Исмайлова С. Б., Шамилов Н. Т. Влияниe содержания фосфора на физико-химические и каталитические свойства пентасилов в реакции диспропорционирования этилбензола // Нефтехимия, -2009, -т. 4,.- № 2, -с. 150–153
  6. Velasco N. D., Machado M.S, Cardoso D. Ethyilbenzene disproportionation on HZSM-5 zeolite: the effect of aluminium content and crystal size on the selectivity for p-dietilbenzene // Braz.J.Chem.Eng., -1998, -v.2, -p.15
Основные термины (генерируются автоматически): мольное отношение, мольное соотношение, цеолит, увеличение соотношения, центр, увеличение содержания, содержание ксилолов, интервал температур, идеальное вытеснение, диспропорционирование этилбензола.


Похожие статьи

Эффект модифицирования цеолита типа пентасила бором...

Влияние мольного соотношения SiO2/Al2O3 на кислотные и каталитические свойства цеолита HZSM-5 в реакции диспропорционирования этилбензола. Влияние природы катионов переходных элементов на каталитические свойства цеолита типа CaY в реакции...

Влияние содержание бора и фосфора на физико-химические...

Влияние мольного соотношения SiO2/Al2O3 на кислотные и каталитические свойства цеолита HZSM-5 в реакции диспропорционирования этилбензола. Влияние природы катионов переходных элементов на каталитические свойства цеолита типа CaY в реакции...

Эффект влияния концентрации оксида магния на...

Влияние мольного соотношения SiO2/Al2O3 на кислотные и каталитические свойства цеолита HZSM-5 в реакции диспропорционирования этилбензола. Влияние природы катионов переходных элементов на каталитические свойства цеолита типа CaY в реакции...

Эффект модифицирования Н-пентасила фосфором в реакции...

Увеличение содержания фосфора в НЦВМ до 4,0 мас. % существенно уменьшает концентрацию сильных кислотных центров и адсорбционной емкости цеолитов, что приводит к повышению селективности по этилбензолу (ЭБ) до 71,5 %.

Кинетика алкилирования этилбензола метанолом на...

Мольное отношение этилбензол:метанол: Н2 составляло 2:1:3. Предварительные опыты показали, что катализатор

Влияние мольного соотношения SiO2/Al2O3 на кислотные и каталитические свойства цеолита HZSM-5 в реакции диспропорционирования этилбензола.

Влияние природы катионов переходных элементов на...

Влияние мольного соотношения SiO2/Al2O3 на кислотные и каталитические свойства цеолита HZSM-5 в реакции диспропорционирования этилбензола. Влияние содержание бора и фосфора на физико-химические и каталитические свойства...

Исследование превращений этилбензола в присутствии...

Как известно, мольное соотношение SiO2/Al2O3 в цеолитах оказывает определенное влияние на их кислотные свойства. В табл. 2 приводятся данные по исследованию соотношения SiO2/Al2O3 на содержание активных центров (2мкмоль∙г-1) в катализаторе.

Акилирование о-ксилола трет-бутанолом на цеолите типа...

Катализаторы готовили из порошкообразного цеолита NaYс мольным соотношением SiO2/Al2O3равным 5,0 методом

Характер изменения активная катионных форм цеолита типа У коррелирует с изменением силы и концентрации бренстедовских кислотных центров.

Алкилирование м-ксилола трет-бутанолом на цеолитах типа...

Ключевые слова: алкилирование, м-ксилол, трет-бутанол, цеолит типа У, 5-третбутилметаксилол (5-ТБМК).

Катализаторы готовили из порошкообразного цеолита NaY с мольным соотношением SiO2/Al2O3 равным 5,0 методом ионного обмена из растворов NH4+...

Эффект модифицирования цеолита типа пентасила бором...

Влияние мольного соотношения SiO2/Al2O3 на кислотные и каталитические свойства цеолита HZSM-5 в реакции диспропорционирования этилбензола. Влияние природы катионов переходных элементов на каталитические свойства цеолита типа CaY в реакции...

Влияние содержание бора и фосфора на физико-химические...

Влияние мольного соотношения SiO2/Al2O3 на кислотные и каталитические свойства цеолита HZSM-5 в реакции диспропорционирования этилбензола. Влияние природы катионов переходных элементов на каталитические свойства цеолита типа CaY в реакции...

Эффект влияния концентрации оксида магния на...

Влияние мольного соотношения SiO2/Al2O3 на кислотные и каталитические свойства цеолита HZSM-5 в реакции диспропорционирования этилбензола. Влияние природы катионов переходных элементов на каталитические свойства цеолита типа CaY в реакции...

Эффект модифицирования Н-пентасила фосфором в реакции...

Увеличение содержания фосфора в НЦВМ до 4,0 мас. % существенно уменьшает концентрацию сильных кислотных центров и адсорбционной емкости цеолитов, что приводит к повышению селективности по этилбензолу (ЭБ) до 71,5 %.

Кинетика алкилирования этилбензола метанолом на...

Мольное отношение этилбензол:метанол: Н2 составляло 2:1:3. Предварительные опыты показали, что катализатор

Влияние мольного соотношения SiO2/Al2O3 на кислотные и каталитические свойства цеолита HZSM-5 в реакции диспропорционирования этилбензола.

Влияние природы катионов переходных элементов на...

Влияние мольного соотношения SiO2/Al2O3 на кислотные и каталитические свойства цеолита HZSM-5 в реакции диспропорционирования этилбензола. Влияние содержание бора и фосфора на физико-химические и каталитические свойства...

Исследование превращений этилбензола в присутствии...

Как известно, мольное соотношение SiO2/Al2O3 в цеолитах оказывает определенное влияние на их кислотные свойства. В табл. 2 приводятся данные по исследованию соотношения SiO2/Al2O3 на содержание активных центров (2мкмоль∙г-1) в катализаторе.

Акилирование о-ксилола трет-бутанолом на цеолите типа...

Катализаторы готовили из порошкообразного цеолита NaYс мольным соотношением SiO2/Al2O3равным 5,0 методом

Характер изменения активная катионных форм цеолита типа У коррелирует с изменением силы и концентрации бренстедовских кислотных центров.

Алкилирование м-ксилола трет-бутанолом на цеолитах типа...

Ключевые слова: алкилирование, м-ксилол, трет-бутанол, цеолит типа У, 5-третбутилметаксилол (5-ТБМК).

Катализаторы готовили из порошкообразного цеолита NaY с мольным соотношением SiO2/Al2O3 равным 5,0 методом ионного обмена из растворов NH4+...

Похожие статьи

Эффект модифицирования цеолита типа пентасила бором...

Влияние мольного соотношения SiO2/Al2O3 на кислотные и каталитические свойства цеолита HZSM-5 в реакции диспропорционирования этилбензола. Влияние природы катионов переходных элементов на каталитические свойства цеолита типа CaY в реакции...

Влияние содержание бора и фосфора на физико-химические...

Влияние мольного соотношения SiO2/Al2O3 на кислотные и каталитические свойства цеолита HZSM-5 в реакции диспропорционирования этилбензола. Влияние природы катионов переходных элементов на каталитические свойства цеолита типа CaY в реакции...

Эффект влияния концентрации оксида магния на...

Влияние мольного соотношения SiO2/Al2O3 на кислотные и каталитические свойства цеолита HZSM-5 в реакции диспропорционирования этилбензола. Влияние природы катионов переходных элементов на каталитические свойства цеолита типа CaY в реакции...

Эффект модифицирования Н-пентасила фосфором в реакции...

Увеличение содержания фосфора в НЦВМ до 4,0 мас. % существенно уменьшает концентрацию сильных кислотных центров и адсорбционной емкости цеолитов, что приводит к повышению селективности по этилбензолу (ЭБ) до 71,5 %.

Кинетика алкилирования этилбензола метанолом на...

Мольное отношение этилбензол:метанол: Н2 составляло 2:1:3. Предварительные опыты показали, что катализатор

Влияние мольного соотношения SiO2/Al2O3 на кислотные и каталитические свойства цеолита HZSM-5 в реакции диспропорционирования этилбензола.

Влияние природы катионов переходных элементов на...

Влияние мольного соотношения SiO2/Al2O3 на кислотные и каталитические свойства цеолита HZSM-5 в реакции диспропорционирования этилбензола. Влияние содержание бора и фосфора на физико-химические и каталитические свойства...

Исследование превращений этилбензола в присутствии...

Как известно, мольное соотношение SiO2/Al2O3 в цеолитах оказывает определенное влияние на их кислотные свойства. В табл. 2 приводятся данные по исследованию соотношения SiO2/Al2O3 на содержание активных центров (2мкмоль∙г-1) в катализаторе.

Акилирование о-ксилола трет-бутанолом на цеолите типа...

Катализаторы готовили из порошкообразного цеолита NaYс мольным соотношением SiO2/Al2O3равным 5,0 методом

Характер изменения активная катионных форм цеолита типа У коррелирует с изменением силы и концентрации бренстедовских кислотных центров.

Алкилирование м-ксилола трет-бутанолом на цеолитах типа...

Ключевые слова: алкилирование, м-ксилол, трет-бутанол, цеолит типа У, 5-третбутилметаксилол (5-ТБМК).

Катализаторы готовили из порошкообразного цеолита NaY с мольным соотношением SiO2/Al2O3 равным 5,0 методом ионного обмена из растворов NH4+...

Эффект модифицирования цеолита типа пентасила бором...

Влияние мольного соотношения SiO2/Al2O3 на кислотные и каталитические свойства цеолита HZSM-5 в реакции диспропорционирования этилбензола. Влияние природы катионов переходных элементов на каталитические свойства цеолита типа CaY в реакции...

Влияние содержание бора и фосфора на физико-химические...

Влияние мольного соотношения SiO2/Al2O3 на кислотные и каталитические свойства цеолита HZSM-5 в реакции диспропорционирования этилбензола. Влияние природы катионов переходных элементов на каталитические свойства цеолита типа CaY в реакции...

Эффект влияния концентрации оксида магния на...

Влияние мольного соотношения SiO2/Al2O3 на кислотные и каталитические свойства цеолита HZSM-5 в реакции диспропорционирования этилбензола. Влияние природы катионов переходных элементов на каталитические свойства цеолита типа CaY в реакции...

Эффект модифицирования Н-пентасила фосфором в реакции...

Увеличение содержания фосфора в НЦВМ до 4,0 мас. % существенно уменьшает концентрацию сильных кислотных центров и адсорбционной емкости цеолитов, что приводит к повышению селективности по этилбензолу (ЭБ) до 71,5 %.

Кинетика алкилирования этилбензола метанолом на...

Мольное отношение этилбензол:метанол: Н2 составляло 2:1:3. Предварительные опыты показали, что катализатор

Влияние мольного соотношения SiO2/Al2O3 на кислотные и каталитические свойства цеолита HZSM-5 в реакции диспропорционирования этилбензола.

Влияние природы катионов переходных элементов на...

Влияние мольного соотношения SiO2/Al2O3 на кислотные и каталитические свойства цеолита HZSM-5 в реакции диспропорционирования этилбензола. Влияние содержание бора и фосфора на физико-химические и каталитические свойства...

Исследование превращений этилбензола в присутствии...

Как известно, мольное соотношение SiO2/Al2O3 в цеолитах оказывает определенное влияние на их кислотные свойства. В табл. 2 приводятся данные по исследованию соотношения SiO2/Al2O3 на содержание активных центров (2мкмоль∙г-1) в катализаторе.

Акилирование о-ксилола трет-бутанолом на цеолите типа...

Катализаторы готовили из порошкообразного цеолита NaYс мольным соотношением SiO2/Al2O3равным 5,0 методом

Характер изменения активная катионных форм цеолита типа У коррелирует с изменением силы и концентрации бренстедовских кислотных центров.

Алкилирование м-ксилола трет-бутанолом на цеолитах типа...

Ключевые слова: алкилирование, м-ксилол, трет-бутанол, цеолит типа У, 5-третбутилметаксилол (5-ТБМК).

Катализаторы готовили из порошкообразного цеолита NaY с мольным соотношением SiO2/Al2O3 равным 5,0 методом ионного обмена из растворов NH4+...

Задать вопрос