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

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 27 июля, печатный экземпляр отправим 31 июля.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Химия

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

Дата публикации: 01.03.2018

Статья просмотрена: 74 раза

Библиографическое описание:

Мирзалиева С. Э. Изомеризация газоконденсатных парафинов С5-С6 на Pt-содержащем бицеолитном катализаторе // Молодой ученый. — 2018. — №9. — С. 21-24. — URL https://moluch.ru/archive/195/48505/ (дата обращения: 16.07.2019).



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, цеолит типа, парафин, изомеризация, цеолит типа У.


Похожие статьи

Кинетика алкилирования этилбензола метанолом на...

Как видно из рис.2, в интервале температур

цеолит типа пентасила, алкилирования, параселективность, метанол, этилбензол, п-, м-, о-,этилтолуолы, кинетика реакции.

Эффект модифицирования цеолита типа пентасила бором в реакции метилирования этилбензола.

Превращение природного газа и метанола на цеолитах типа...

природный газ, катализатор, АР, метанол, цеолит типа, выход, рост температуры процесса, центр, исходное сырье, высокая активность.

Эффект влияния концентрации оксида магния на...

увеличение содержания, возрастание селективности, катализатор, цеолит, цеолит типа, уменьшение объема, увеличение концентрации, реакция алкилирования толуола, химическое модифицирование...

Эффект модифицирования Н-пентасила фосфором в реакции...

увеличение содержания фосфора, этилбензол, этанол, центр, фосфор, катализатор, цеолит типа, химическое взаимодействие, адсорбционная емкость цеолитов, влияние температуры.

Влияние мольного соотношения SiO2/Al2O3 на кислотные...

Повышение температуры реакции с 300 0С до 400 0С способствует возрастанию выхода ксилолов и ТМБ.

Увеличение соотношения SiO2/Al2O3 приводит также повышению селективности цеолита по отношению к п-ДЭБ.

Изомеризация н-гептана на Pt-содержащих катализаторах...

Как видно из данных табл.1, при температуре 533К Са-форма цеолита обладает низкой активностью в реакции изомеризации н-октана. Повышение температуры реакции до 573К существенно увеличивает выход изооктанов с 20,1 до 39,2 мас. %.

Преимущества и недостатки способов получения...

При реализации указанного способа олигомеризацию олефинсодержащих углеводородных фракций С3 и С4 в бензиновые углеводороды осуществляют при контакте сырья с катализатором олигомеризации, содержащим цеолит группы пентасилов с рециклом части...

Превращение толуола на цеолитных металлосодержащих...

Для исследования использовали высококремнеземные цеолиты типа ЦВМ с мольным отношением SiO2/Al2O3=61–400, которые путём

Реакцию проводили на проточной установке с загрузкой 5,0 см3 катализатора при температуре 260–4000С, мольным отношении Н2:толуол...

Изучение физико-химических и каталитических свойств...

В зависимости от типа и концентрации кислотных центров цеолитов, особенно СаА, они широко используются в процессах изомеризации, алкилирования

На практике, с целью повышения поверхностно — кислотных свойства цеолита, его активируют анионами минеральных кислот.

Похожие статьи

Кинетика алкилирования этилбензола метанолом на...

Как видно из рис.2, в интервале температур

цеолит типа пентасила, алкилирования, параселективность, метанол, этилбензол, п-, м-, о-,этилтолуолы, кинетика реакции.

Эффект модифицирования цеолита типа пентасила бором в реакции метилирования этилбензола.

Превращение природного газа и метанола на цеолитах типа...

природный газ, катализатор, АР, метанол, цеолит типа, выход, рост температуры процесса, центр, исходное сырье, высокая активность.

Эффект влияния концентрации оксида магния на...

увеличение содержания, возрастание селективности, катализатор, цеолит, цеолит типа, уменьшение объема, увеличение концентрации, реакция алкилирования толуола, химическое модифицирование...

Эффект модифицирования Н-пентасила фосфором в реакции...

увеличение содержания фосфора, этилбензол, этанол, центр, фосфор, катализатор, цеолит типа, химическое взаимодействие, адсорбционная емкость цеолитов, влияние температуры.

Влияние мольного соотношения SiO2/Al2O3 на кислотные...

Повышение температуры реакции с 300 0С до 400 0С способствует возрастанию выхода ксилолов и ТМБ.

Увеличение соотношения SiO2/Al2O3 приводит также повышению селективности цеолита по отношению к п-ДЭБ.

Изомеризация н-гептана на Pt-содержащих катализаторах...

Как видно из данных табл.1, при температуре 533К Са-форма цеолита обладает низкой активностью в реакции изомеризации н-октана. Повышение температуры реакции до 573К существенно увеличивает выход изооктанов с 20,1 до 39,2 мас. %.

Преимущества и недостатки способов получения...

При реализации указанного способа олигомеризацию олефинсодержащих углеводородных фракций С3 и С4 в бензиновые углеводороды осуществляют при контакте сырья с катализатором олигомеризации, содержащим цеолит группы пентасилов с рециклом части...

Превращение толуола на цеолитных металлосодержащих...

Для исследования использовали высококремнеземные цеолиты типа ЦВМ с мольным отношением SiO2/Al2O3=61–400, которые путём

Реакцию проводили на проточной установке с загрузкой 5,0 см3 катализатора при температуре 260–4000С, мольным отношении Н2:толуол...

Изучение физико-химических и каталитических свойств...

В зависимости от типа и концентрации кислотных центров цеолитов, особенно СаА, они широко используются в процессах изомеризации, алкилирования

На практике, с целью повышения поверхностно — кислотных свойства цеолита, его активируют анионами минеральных кислот.

Задать вопрос