Изомеризация газоконденсатных парафинов С5-С6 на Pt-содержащем бицеолитном катализаторе | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 19 октября, печатный экземпляр отправим 23 октября.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Химия

Опубликовано в Молодой учёный №9 (195) март 2018 г.

Дата публикации: 01.03.2018

Статья просмотрена: 366 раз

Библиографическое описание:

Мирзалиева, С. Э. Изомеризация газоконденсатных парафинов С5-С6 на Pt-содержащем бицеолитном катализаторе / С. Э. Мирзалиева. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2018. — № 9 (195). — С. 21-24. — URL: https://moluch.ru/archive/195/48505/ (дата обращения: 05.10.2024).



В интервале температур 270–3400 С изучен процесс изомеризации газоконденсатных парафинов С56 на Рt содержащем бицеолитном катализаторе. Установлено, что благодаря сочетанию широких (цеолит У) и средних (ЦВМ) пор цеолитов бицеолитный катализатор обладает высокой молекулярно-ситовой селективностью по отношению к изомеризации н- парафинов С56 в составе газоконденсата. На бицеолитном катализаторе при изомеризации газоконденсата прирост октанового числа происходит за счет увеличения содержания изопентана и 2,2-диметилбутана в изомеризация составляет 16 пунктов, а его величина 85 по ИМ.

Ключевые слова: газоконденсат, парафиновые углеводороды С56, цеолиты типа У и ЦВМ, изомеризация.

Запрет на применение тетраэтилсвинца и требование существенного содержания ароматических углеводородов, особенно бензола, обусловливают необходимость введения в состав бензинов больших количеств разветвленных парафинов С56. Эти соединения могут быть получены изомеризацией соответствующих нормальных парафинов, являющихся компонентами бензиновых фракций н. к. -700С и стабильного газоконденсата [1–4]. Квалифицированное использование газового конденсата и улучшение его свойств представляет важную практическую задачу. Для преобразования низкооктановых компонентов газоконденсата (н-пентан, н-гексан) в высокооктановые соединения (изопентан, изогексаны) не подвергая по возможности деструкции изопарафины, необходим катализатор с повышенной молекулярно-ситовой избирательность по отношению к конверсии н-парафиновых углеводородов и высокой стабильностью каталитического действия. Таким требованиям отвечают Pt- или Pd- содержащие катализаторы на основе широкопористого и среднопористого цеолитов типа У и пентасила [3, 5].

В работах [5, 6] для процесса изомеризации н-пентана и н-гексана предложены высокоэффективные Pt- или Pd- содержащие бицеолитные катализаторы, сочетающие свойства широкопористого цеолита типа У и среднепористого высококремняземного цеолита типа пентасила.

В связи с этим целью настоящей работы являлось изучение процесса изомеризации парафинов С5- С6 стабильного газового конденсата на Pt- содержащем бицеолитном катализаторе.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

В качестве исходных образцов были взяты цеолиты типа NaY и ЦВМ. Мольные отношения оксида кремния и оксида алюминия в цеолитах NaY и ЦВМ составляли 5,0 и 33,0 соответственно. Катализаторы готовили смешением Н-формы пентасила (НЦВМ) с LaCaY-формой цеолита с последующим введением платины (0,5 мас. %. на катализатор) путем ионного обмена из водного раствора тетрааминохлорида платины. Методика приготовления Н- и LaCa- форм цеолитов описана в [5]. Степень ионного обмена катионов лантана и кальция в цеолите составляли 5,0 и 81,0 % экв.

Опыты проводили на установке проточного типа со стационарным слоем катализатора в реакторе идеального вытеснения при атмосферном давлении в токе водорода при мольном отношении Н2: сырье равном 3, в интервале температур 270–3200 С и объемной скорости подачи сырья 2 ч-1. Во всех опытах использовали 5 мл катализаторе с частицами размером 1–2 мм. Перед опытом катализатор активировали в токе воздуха и восстанавливали водородом в течение 2 и 3 ч и соответственно при 3800 С. Продукты реакции анализировали хромотографическим методом [5].

В качестве сырья использовали легкую бензиновую фракцию (н.к.-620 С) стабильного конденсата с Бакинского НПЗ «Азерияг». Фракция имела следующий углеводородный состав, % (мас.) изопентан-18,5; н-пентан 36,8; изогексанн-23,7 н-гексан-12,2; нафтены-3,1; бензол-0,8.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Результаты превращения газоконденсата на Pt-содержащем бицеолитном катализаторе представлены в табл.1. Видно, что в присутствии катализатора октановое число (0Ч) газоконденсата повышается с 69,0 до 85,2 пунктов по исследовательскому методу. Такое повышение 0Ч обеспечивается изменением углеводородного состава газоконденсата, который зависит от технологических параметров процесса- температуры и скорости подачи сырья.

Благодаря сочетанию средних и широких пор, распределению кислотных центров и высокой дисперсности платины на поверхности цеолитного катализатора происходит наиболее глубокое превращение н-парафинов С56 наиболее низкооктановой составляющей бензина, в высокооктановые компоненты бензина- изопарафиновые углеводороды, что наглядно иллюстрируется данными табл.1.

Таблица 1

Показатели процесса изомеризации газоконденсата на бицеолитном катализаторе

Показатели, мас.%

Углеводородный состав сырья, мас.%

Изомеризат

270ºС

300ºС

320ºС

340ºС

Изопентан

н-пентан

изогексан

н- гексан

нафтены

бензол

ОЧ по ИМ

4,9

18,5

36,8

23,7

12,2

3,1

0,8

69

6,0

24,8

30,1

26,8

9,1

2,6

0,6

78,4

7,6

30,9

22,9

28,8

7,3

2,4

0,1

82,1

8,9

35,6

17,5

30,4

5,5

1,9

85,2

16,1

33,4

17,0

26,7

5,2

1,6

83,8

Кроме изопентана к повышению октанового числа ведут содержание 2,2- 2,3- диметилбутанов, которые имеют значительно большее октановое число (на 20–28 пунктов), чем метилпентаны.

Реакции гидрокрекинга парафиновых и нафтеновых углеводородов, приводящие к образованию газообразных продуктов С24, протекают незначительно, что обеспечивает исключительно высокую селективность процесса изомеризации. С повышением температуры реакции с 270ºС до 320ºС растет выход изопентана и изогексанов. Дальнейшее- повышение температуры реакции приводит к увеличению скорость реакции гидрокрекинга, в результате чего происходит снижения содержания изопентана и изогексанов в бензиновой фракции.

В табл.2 представлены данные, характеризующее степень изомеризации н-пентана и н-гексана, а также содержание 2,2-диметилбутана в составе парафиновых углеводородов С6. Повышение температуры реакции до 320ºС ведет к росту соотношения изо- и изо-. Если рост изо происходит непрерывно во всем интервале температур и достигает 67,0, то величина изо- приближается к 79,7 уже при 3000С и при 320ºС составляет 84,6. Тем не менее, с ростом температуры растет содержание 2,2-диметилбутана, который, по-видимому, образуется из метилпентанов и достигает 16–17 % от суммы парафиновых углеводородов С6. Повышение температуры реакции выше 320ºС неблагоприятно влияет на селективность изомеризации. При 340ºС содержание газообразных продуктов достигает 16,1 %, а в изомеризате содержание изопентана и изогексанов снижается до 33,4 и 26,7 % соответственно.

Таблица 2

Влияние температуры на основные показатели процесса

T, ºC

изо ,%

изо,%

Отношение 2,2-ДМБq

Исходное сырье

33,4

66,0

9,3

270

300

320

340

45,1

57,4

67,0

66,2

74,6

79,7

84,6

83,6

11,4

15,8

17,5

16,3

В процессе превращения газоконденсата протекают также реакции раскрытия колец нафтеновых углеводородов, что ведет к возрастанию количества парафиновых углеводородов С5 и С6 по сравнению с их содержанием в сырье. Присутствующие в сырье бензол в количестве 0,8 мас. % полностью гидрируется в циклогексан, что приводит к улучшению качества бензиновой фракции.

Таким образом, Pt- содержащий бицеолитный катализатор проявляет высокую изомеризующую активность в изомеризации газоконденсатных парафинов С5- С6. При оптимальных условиях (Т=320ºС, v=2ч-1) прирост октанового числа составляет 16 пунктов, а его величине 85,2 по ИМ.

Литература:

  1. Васильев А. Н., Галич П. Н. Изомеризация н-парафиновых углеводородов на цеолитсодержащих катализаторах//Химия и технология топлив и масел. 1996, № 4, с.44–50
  2. Луговский А. И., Логинов С. А., Сысоев В. А. Среднетемпературная изомеризация легких бензиновых фракций//Химия и технология топлив и масел. 2000, № 5, с.30–32
  3. Ясьян Ю. П., Колесников А. Г., Завалинская Д. В., Завалинская И. С. Превращение прямогонных бензиновых фракций на цеолитсодержащих катализаторах//Химия и технология топлив и масел. 2003, № 5, с.32–34
  4. Климов О. В., Кихтянин О. В., Аксенов Д. Г. и др. Процесс получения моторных топлив на катализаторе ИК-30-БИМТ//Химия и технология топлив и масел. 2005, № 5, с.20–22
  5. Ахмедов Э. И., Мамедов С. Э. Новые бицеолитные катализаторы, содержащие палладий для реакции изомеризации н-парафинов С57//Процессы нефтехимии нефтепереработки. 2003, № 3, с.64–66
  6. Ахмедов Э. И. Влияние добавок высококремнеземного цеолита типа пентасиля на активность палладий- цеолитного катализатора изомеризации н-гексана и н-гептана //Нефтепереработка и нефтехимия. 2000, № 3, с.16- 17.
Основные термины (генерируются автоматически): катализатор, октановое число, повышение температуры реакции, интервал температур, углеводород, бензиновая фракция, изомеризация, парафин, цеолит типа, цеолит типа У.


Ключевые слова

газоконденсат, изомеризация, парафиновые углеводороды С5-С6, цеолиты типа У и ЦВМ

Похожие статьи

Влияние термопаровой обработки на кислотные и каталитические свойства пентасилов в термокаталитическом превращении газоконденсата

Изучено влияние условий термопаровой обработки (ТПО) на каталитические свойства пентасилов в процессе превращения газоконденсата в олефиновые углеводороды С2 — С4..Показано, условия ТПО пентасилов существенно влияет на распределение кислотных центров...

Превращение природного газа на высококремнеземном цеолите типа ЦВМ, модифицированном вольфрамом и редкоземельными элементами

Изучено совместное промотирующее влияние редкоземельных элементов (La, Gd, Lu) на каталитические свойства ВК-цеолита типа ЦВМ в процессе конверсии природно-го газа в ароматические углеводороды. Показано, что добавка РЗЭ к W-содержащему цеолиту привод...

Диспропорционирование толуола на пентасилах, модифицированных редкоземельными элементами

Изучено влияние концентрации редкоземельных элементов (La, Yb, Ho) на текстурные, кислотные и каталитические свойства Н-пентасила в реакции диспропорционирования толуола. Показано что, при модифицировании Н-пентасила методом пропитки лантаном происхо...

Влияние модифицирования на кислотные и каталитические свойства цеолита ЦВН в реакции алкилирования бензола этанолом

Изучено влияние концентрации скандия и бора на кислотные, текстурные и каталитические свойства цеолита ЦВН в реакции алкилирования бензола этанолом в интервале температур 300–5000С. На основании данных ТПD и низкотемпературной адсорбции аммиака было ...

Алкилирование м-ксилола трет-бутанолом на цеолитах типа У, модифицированных катионами переходных металлов

Изучено алкилирование м-ксилола трет-бутанолом на цеолитах типа У модифицированных катионами переходных металлов. Установлено, что активность и стабильность цеолита типа Y существенно зависят от природы катионов переходных металлов. Наибольшую актив...

Физические особенности и технология выделения гидрокарбонов C5–C7 из состава природного газа

В данной научной статье изложена методика по оптимизации химический параметров технологического процесса очистки природного газа для улучшения его экспортных показателей. C5–C7 углеводороды природного газа оказывают большое влияние на качество товарн...

Выбор оптимального сорбента для очистки эвтектического сплава свинец (44,5 %) — висмут (55,5 %)

Исследован процесс сорбционного фильтрования эвтектики свинец (44,5 %) — висмут (55,5 %) при 150 С в условиях низкой термодинамической активности раство-ренного в жидкометаллической среде кислорода. На основании полученных кинетических данных рассчи...

Взаимодействие ванадия (V) с 2,3,4-триокси-4´-сульфоазобензолом в присутствии гидрофобных аминов

Спектрофотометрическим методом изучено комплексообразование ванадия (V) с азосоединением синтезированным на основе пирогаллола-2,3,4-триокси-4´-сульфоазобензолом (R) в присутствии и отсутствии гидрофобных аминов- диантипирилметана (ДАМ) и диантипропи...

Индуктивное гидроксибромирование изомеров метилциклопентена и синтез N-замещенных производных на основе продуктов реакции

Праведен двухстадийный синтез N-замещенных циклопентанолов через промежуточную стадию окислительного гидроксибромирования индивидуальных изомеров метилциклопентена с участием системы циклоолефин +Н2О2 +HBr. Найдено, что образующийся в режиме in situ ...

Синтез и свойства биосовместимых криогелей на основе интерполиэлектролитного комплекса хитозан-геллан

Вискозиметрически определены молекулярные массы природных полимеров хитозана и геллана. Методом потенциометрического титрования установлена степень деацетилирования хитозана. Степень деацетилирования хитозана показала поликатионный характер хитозана ...

Похожие статьи

Влияние термопаровой обработки на кислотные и каталитические свойства пентасилов в термокаталитическом превращении газоконденсата

Изучено влияние условий термопаровой обработки (ТПО) на каталитические свойства пентасилов в процессе превращения газоконденсата в олефиновые углеводороды С2 — С4..Показано, условия ТПО пентасилов существенно влияет на распределение кислотных центров...

Превращение природного газа на высококремнеземном цеолите типа ЦВМ, модифицированном вольфрамом и редкоземельными элементами

Изучено совместное промотирующее влияние редкоземельных элементов (La, Gd, Lu) на каталитические свойства ВК-цеолита типа ЦВМ в процессе конверсии природно-го газа в ароматические углеводороды. Показано, что добавка РЗЭ к W-содержащему цеолиту привод...

Диспропорционирование толуола на пентасилах, модифицированных редкоземельными элементами

Изучено влияние концентрации редкоземельных элементов (La, Yb, Ho) на текстурные, кислотные и каталитические свойства Н-пентасила в реакции диспропорционирования толуола. Показано что, при модифицировании Н-пентасила методом пропитки лантаном происхо...

Влияние модифицирования на кислотные и каталитические свойства цеолита ЦВН в реакции алкилирования бензола этанолом

Изучено влияние концентрации скандия и бора на кислотные, текстурные и каталитические свойства цеолита ЦВН в реакции алкилирования бензола этанолом в интервале температур 300–5000С. На основании данных ТПD и низкотемпературной адсорбции аммиака было ...

Алкилирование м-ксилола трет-бутанолом на цеолитах типа У, модифицированных катионами переходных металлов

Изучено алкилирование м-ксилола трет-бутанолом на цеолитах типа У модифицированных катионами переходных металлов. Установлено, что активность и стабильность цеолита типа Y существенно зависят от природы катионов переходных металлов. Наибольшую актив...

Физические особенности и технология выделения гидрокарбонов C5–C7 из состава природного газа

В данной научной статье изложена методика по оптимизации химический параметров технологического процесса очистки природного газа для улучшения его экспортных показателей. C5–C7 углеводороды природного газа оказывают большое влияние на качество товарн...

Выбор оптимального сорбента для очистки эвтектического сплава свинец (44,5 %) — висмут (55,5 %)

Исследован процесс сорбционного фильтрования эвтектики свинец (44,5 %) — висмут (55,5 %) при 150 С в условиях низкой термодинамической активности раство-ренного в жидкометаллической среде кислорода. На основании полученных кинетических данных рассчи...

Взаимодействие ванадия (V) с 2,3,4-триокси-4´-сульфоазобензолом в присутствии гидрофобных аминов

Спектрофотометрическим методом изучено комплексообразование ванадия (V) с азосоединением синтезированным на основе пирогаллола-2,3,4-триокси-4´-сульфоазобензолом (R) в присутствии и отсутствии гидрофобных аминов- диантипирилметана (ДАМ) и диантипропи...

Индуктивное гидроксибромирование изомеров метилциклопентена и синтез N-замещенных производных на основе продуктов реакции

Праведен двухстадийный синтез N-замещенных циклопентанолов через промежуточную стадию окислительного гидроксибромирования индивидуальных изомеров метилциклопентена с участием системы циклоолефин +Н2О2 +HBr. Найдено, что образующийся в режиме in situ ...

Синтез и свойства биосовместимых криогелей на основе интерполиэлектролитного комплекса хитозан-геллан

Вискозиметрически определены молекулярные массы природных полимеров хитозана и геллана. Методом потенциометрического титрования установлена степень деацетилирования хитозана. Степень деацетилирования хитозана показала поликатионный характер хитозана ...

Задать вопрос