Влияние термопаровой обработки на кислотные и каталитические свойства пентасилов в термокаталитическом превращении газоконденсата | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 13 марта, печатный экземпляр отправим 17 марта.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Химия

Опубликовано в Молодой учёный №2 (292) январь 2020 г.

Дата публикации: 13.01.2020

Статья просмотрена: 6 раз

Библиографическое описание:

Дадашева, С. С. Влияние термопаровой обработки на кислотные и каталитические свойства пентасилов в термокаталитическом превращении газоконденсата / С. С. Дадашева. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2020. — № 2 (292). — С. 10-12. — URL: https://moluch.ru/archive/292/66201/ (дата обращения: 28.02.2021).



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, в результате чего происходит уменьшение силы и концентрации сильных кислотных центров, что повышает выход низших алкенов С2 –С4 при термокаталитическом превращении газоконденсата. Оптимальным условием ТПО для цеолитов при котором достигается высокий выход алкенов С2 –С4 (45,2–45,8 масс. %) является 550°С при продолжительности 10 ч.

Ключевые слова: газоконденсат, высококремнеземный цеолит типа ЦВМ, термопаровая обработка, олефины С2 С4.

В последнее время наблюдается нарастающее внимание к исследованиям в области каталитических технологий получения низших олефинов С2 –С4 путём превращения низкооктановых бензиновых фракций и газоконденсатов в присутствии высококремнезёмных цеолитов типа пентасилов [1–4]. В работах [5–10] показано, что активность и селективность пентасилов в превращениях углеводородного сырья обусловлено их кислотными и молекулярно-ситовыми свойствами. Одним из возможных способов регулирования кислотных и молекулярно-ситовых свойств цеолитов с целью повышения их селективности по олефинам С2 С4 является сочетание термической и термопаровой обработки цеолитсодержащих катализаторов.

В связи с этим целью настоящей работы явилось изучение влияния условий термопаровой обработки на каталитические свойства пентасилов в процессе превращения газоконденсата в олефиновые углеводороды С2 С4.

Экспериментальная часть

Катализаторы готовили из высококремнеземного цеолита ЦВМ с мольным отношением SiO2/Al2O3=33, который путём ионного обмена переводили в NH4-форму по методике, описанной ранее [11,12]. Термическим разложением NH4-формы при 500°С в течение 4 ч получали Н-форму цеолита. Для исследования влияния термопаровой обработки (ТПО) на кислотные и каталитические свойства образцы цеолитов НЦВМ были подвергнуты в течение различного времени предварительной обработке паром при 550°С (2, 5 и 10ч) и 700°С (2 и 5ч).

Термокаталитическое превращение газоконденсата исследовали на установке проточного типа с кварцевым реактором со стационарным слоем катализатора. Каталитические опыты проводили при температуре 550–650°С с 5 мл катализатора с объёмной скоростью подачи сырья 2 ч-1. В качестве исходного сырья использовали газовый конденсат состава, % масс.: парафиновые углеводороды — 76,6; нафтеновые — 19,5; ароматические — 3,9. Продукты реакции анализировали хроматографическим методом. Условия анализа описаны в работе.

Результаты и их обсуждение

Из таблицы видно, что ТПО образцов приводит к снижению суммарной концентрации и силы кислотных центров Н — пентасилов, причем, в первую очередь наблюдается снижение концентрации сильнокислотных центров (табл.1.)

На образцах пентасилов, подвергнутых ТПО, наблюдается общая тенденция к уменьшению конверсии газоконденсата и снижение образования ароматических углеводородов, что связано со снижением концентрации сильных кислотных центров.

На образцах НЦВМ и Н-ультрасил подвергнутых ТПО от 2 до 10 ч происходит повышение выхода алкенов С2 –С4 с 42,4 до 45,2 % (табл.2.). Повышение температуры обработки Н-пентасилов паром до 700°С в течение 2 ч приводит к увеличению выхода алкенов, однако наблюдается снижение конверсии газоконденсата.

Таблица 1

Кислотные характеристики цеолитов подвергнутых ТПО

Цеолит, условия обработки

ТМАХ °С

Концентрация кислотных центров, мкмольг-1

Т

Т

С

С

Н-ЦВМ

198

418

628

542

1170

Н-Ультрасил

195

408

625

538

1163

ТПО, НЦВМ,550°С,2ч

186

302

364

267

631

ТПО, НЦВМ,550°С,5ч

180

297

189

486

ТПО, НЦВМ,550°С,10ч

171

202

87

289

Н-ультрасил,550°С,5ч

177

292

182

474

Н-ультрасил,550°С,10ч

168

194

74

268

ТПО, НЦВМ,700°С,2ч

167

172

64

236

ТПО, НЦВМ,700°С,5ч

173

97

56

153

Н-ультрасил,700°С,5ч

174

103

49

152

Т и Т температуры максимумов пиков для форм Ⅰ и Ⅱ; С и С концентрации кислотных центров для форм Ⅰ и Ⅱ.

Выход алкенов С2 –С4 на НЦВМ составляет 44,6 при выходе газа равном 70,4 %. Увеличение продолжительности ТПО при 700°С до 5 ч существенно снижает выход газа и алкенов С2 –С4. При этом содержание алкенов С2 –С4 на НЦВМ и Н-ультрасиле снижается до 62,2–63,5 %, а выход алкенов С2 –С4 до 31,1–32,8 масс. % (табл.2.).

Таблица 2

Влияние ТПО Н-пентасилов на состав продуктов превращения газоконденсата (Температура реакции 650°С, V=2ч-1, t=1час)

Цеолит, условия ТПО

Выход продуктов

на пропущенное сырье,%

Содержание алкенов вгазе,%

Содержание АРУ вЖП*,%

Газа

ЖПХ

Кокс

Алканов С24

Алкенов С24

АРУС6 и выше

ТПО, НЦВМ,550°С,2ч

76,8

19,0

4,2

34,4

42,4

13,1

55,2

68,9

ТПО, НЦВМ,550°С,5ч

74,1

22,8

3,1

29,8

44,3

11,8

59,7

51,8

ТПО, НЦВМ,550°С,10ч

72,3

26,0

1,7

27,1

45,2

9,4

62,5

36,1

Н-ультрасил,550°С,10ч

73,2

25,3

1,5

27,4

45,8

9,1

62,6

35,9

ТПО, НЦВМ,700°С,2ч

70,4

28,5

1,1

25,8

44,6

8,7

63,3

30,5

ТПО, НЦВМ,700°С,5ч

63,3

36,0

0,7

30,5

32,8

6,2

51,8

17,2

Н-ультрасил,700°С,5ч

62,2

37,3

0,5

31,1

31,1

5,9

50,0

15,8

*ЖП жидкие продукты

Таким образом, оптимальным условием ТПО для цеолитов является 550°С при продолжительности 10 ч. При этом выход алкенов С2 –С4 на НЦВМ и Н-ультрасиле составляет 45,2 и 45,8 масс. % соответственно.

Очевидно, что в результате ТПО обработки при 550°С в течение 2–10 ч происходит значительное снижение концентрации кислотных центров, особенно сильнокислотных, соответствующим бренстедовским кислотным центрам. Напротив, слабокислотные центры, соответствующие льюисовским кислотным центрам, являются более стабильными к воздействию ТПО и не разрушаются даже при проведении ТПО при 700°С в течение 5ч и более существенно происходит разрушение сильнокислотных бренстедовских центров и увеличение соотношения L/B, что и приводит к увеличению селективности по низшим алкенам С2 –С4. Образование новых льюисовских кислотных центров и существенное снижение силы бренстедовских кислотных центров приводит к снижению скорости ароматизации и коксообразования, которые интенсивно протекают на сильнокислотных бренстедовских кислотных центрах. Таким образом, условия ТПО пентасилов существенно влияет на распределение кислотных центров, в результате чего происходит уменьшение силы и концентрации сильных кислотных центров, что повышает выход низших алкенов С2 –С4 при термокаталитическом превращении газоконденсата.

Литература:

  1. Крейнина Г. П., Избякова Л. А., Адельсон С. В. Влияние качества сырья на показатели каталитического пиролиза.// Химия и технология топлив и масел. — 1987. –№ 7. — С. 15–18
  2. Адельсон С. В., Крейнина Г. П.., Липкинд Б. А. Каталический пиролиз прямогонного бензина в присутствии KVO3 на носителях.// Нефтепереработка и нефтехимия. — 1980. — № 4. — С. 32–34.
  3. Адельсон С. В., Жагфаров Ф. Г., Черных С. П. О стабильности работы катализаторов пиролиза // Химия и технология топлив и масел. — 1991. –№ 2. — С. 23–25
  4. Ерофеев В. И., Адяева Л. В.. Рябов Ю. В. Пиролиз прямогонных бензинов на цеолитах типа ZSM-5, модифицированных катионами щелочноземельных металлов // Прикладная химия. — 2001. — Т. 74. — Вып. 2. — С. 231–234.
  5. Ерофеев В. И., Адяева Л. В., Кухаренко О. А. Влияние высокотемпературной обработки пентасилов на их кислотные и каталитические свойства в процессе превращения прямогонных бензинов // Прикладная химия. — 2001. — Т. 74. — Вып. 11. — С. 1846–1849.
  6. Ерофеев В. И., Адяева Л. В. Превращение прямогонных бензинов, модифицированных индием. Прикладная химия. — 2003. — Т. 76. — Вып. 7. — С. 1083–1088
  7. Морозов А. Ю., Каратун О. Н., Ельцова А. С. Получение низкомолекулярных олефинов в процессе каталитического пиролиза бензиновой фракции // Нефтепереработка и нефтехимия. -2003. — № 1. — С.15–18
  8. Мамедов С. Э., Аминбеков А. Ф. Каталитический пиролиз н-гексана на высококремнеземных цеолитах различной структуры // Нефтепереработка и нефтехимия. -2006. — № 8. — С.24–25
  9. Цыганова Е. И., Шекунова В. М., Александров Ю. А., Филофеев С. В., Лелеков В. Е. Влияние металлов восьмой группы на каталитический пиролиз низшых олефинов // Журнал общей химии. — 2015. –Вып. 85. — № 1. — С. 21–29
  10. Лапидус А. Л., Дергачев А. А. Превращение низкомолекулярных алифатических углеводородов на цеолитных катализаторах // Газохимия. — 2008. — № 6. С. 16–26
  11. Мамедов С.Э, Ахмедова Н.Ф, Дадашева С. С. Превращение углеводородного сырья на модифицированных цеолитных катализаторах // «Молодой учёный». — № 6 (41), — 2012, с.83–85
  12. Мамедов С. Э., Ахмедова Н. Ф., Дадашева С. С., Мирзалиева С. Э., Ахмедов Э. И. Термокаталитическое превращение н-гептана и газоконденсата на модифицированных моно- и бицеолитных катализаторах.// Нефтегазохимия. — 2018. — № 1, с. 33–36.
Основные термины (генерируются автоматически): термопаровая обработка, центр, термокаталитическое превращение газоконденсата, выход, выход газа, оптимальное условие, процесс превращения газоконденсата, снижение концентрации, уменьшение силы, цеолит типа.


Ключевые слова

газоконденсат, высококремнеземный цеолит типа ЦВМ, термопаровая обработка, олефины С2 — С4

Похожие статьи

Превращение углеводородного сырья на модифицированных...

Термокаталитическое превращение н-гептана и газоконденсата исследовали на установке проточного типа с кварцевым реактором со стационарным слоем катализатора. Каталитические опыты проводили при температуре 550-650°С с 10 мл катализатора (фракция 1  1.5 мм) с...

Превращение углеводородных газов на модифицированных...

Основными продуктами превращения смеси легких парафиновых углеводородов (метан — 0

Превращение природного газа и метанола на цеолитах типа... Катализатор.

Концентрация кислотных центров (мкмоль/г). повышению конверсии природного газа и выхода АРУ(с 30,5...

Превращение природного газа на высококремнеземном цеолите...

Изучено совместное промотирующее влияние редкоземельных элементов (La, Gd, Lu) на каталитические свойства ВК-цеолита типа ЦВМ в процессе конверсии природного газа в ароматические углеводороды.

Изомеризация газоконденсатных парафинов С5-С6 на...

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.

Превращение природного газа и метанола на цеолитах типа...

Дальнейшее увеличение концентрации циркония в катализаторе приводит к снижению выхода АРУ до 30.58 мас. %

Превращение природного газа на высококремнеземном цеолите... С ростом температуры процесса конверсия природного газа и селективность по ароматическим...

Закономерности превращения этанола на пентасилах

Установлено, что распределение продуктов превращение этанола зависит от мольного отношения SiO2/Al2O3 в цеолите. С ростом SiO2/Al2O3 в цеолите происходит увеличение выхода этилена и пропилена, а также снижение селективности по крекингу и ароматизации.

К вопросу определения давления начала конденсации...

В статье предложен способ определения давления однофазного состояния пластовых флюидов, правильное определение которого приводит к предотвращению потерь жидкости в пласте и в призабойной зоне скважины и, тем самым, обеспечивает высокие коэффициенты извлечения...

Низкотемпературная сепарация природного газа для извлечения...

На газоконденсатных месторождениях РФ для подготовки газа к дальнему транспорту применяется метод низкотемпературной сепарации (НТС). Метод состоит в охлаждении потока газа за счет дросселирования избыточного давления и механического разделения...

Синтез экологически чистых ароматических углеводородов...

Превращение природного газа и метанола на цеолитах типа... Ключевые слова: природный газ, метанол, цеолит типа пентасил, цирконий, молибден и хром. С ростом температуры процесса на всех образцах наблюдается увеличение степени превращения исходного сырья и выхода...

Эффект модифицирования Н-пентасила фосфором в реакции...

Ключевые слова: высококремнеземный цеолит типа пентасила, этанол, бензол, алкилирование, модифицирование и фосфор.

Целью настоящей работы явилось исследование влияния концентрации фосфора на активность и селективность цеолита типа ZSM-5 в процессе...

Похожие статьи

Превращение углеводородного сырья на модифицированных...

Термокаталитическое превращение н-гептана и газоконденсата исследовали на установке проточного типа с кварцевым реактором со стационарным слоем катализатора. Каталитические опыты проводили при температуре 550-650°С с 10 мл катализатора (фракция 1  1.5 мм) с...

Превращение углеводородных газов на модифицированных...

Основными продуктами превращения смеси легких парафиновых углеводородов (метан — 0

Превращение природного газа и метанола на цеолитах типа... Катализатор.

Концентрация кислотных центров (мкмоль/г). повышению конверсии природного газа и выхода АРУ(с 30,5...

Превращение природного газа на высококремнеземном цеолите...

Изучено совместное промотирующее влияние редкоземельных элементов (La, Gd, Lu) на каталитические свойства ВК-цеолита типа ЦВМ в процессе конверсии природного газа в ароматические углеводороды.

Изомеризация газоконденсатных парафинов С5-С6 на...

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.

Превращение природного газа и метанола на цеолитах типа...

Дальнейшее увеличение концентрации циркония в катализаторе приводит к снижению выхода АРУ до 30.58 мас. %

Превращение природного газа на высококремнеземном цеолите... С ростом температуры процесса конверсия природного газа и селективность по ароматическим...

Закономерности превращения этанола на пентасилах

Установлено, что распределение продуктов превращение этанола зависит от мольного отношения SiO2/Al2O3 в цеолите. С ростом SiO2/Al2O3 в цеолите происходит увеличение выхода этилена и пропилена, а также снижение селективности по крекингу и ароматизации.

К вопросу определения давления начала конденсации...

В статье предложен способ определения давления однофазного состояния пластовых флюидов, правильное определение которого приводит к предотвращению потерь жидкости в пласте и в призабойной зоне скважины и, тем самым, обеспечивает высокие коэффициенты извлечения...

Низкотемпературная сепарация природного газа для извлечения...

На газоконденсатных месторождениях РФ для подготовки газа к дальнему транспорту применяется метод низкотемпературной сепарации (НТС). Метод состоит в охлаждении потока газа за счет дросселирования избыточного давления и механического разделения...

Синтез экологически чистых ароматических углеводородов...

Превращение природного газа и метанола на цеолитах типа... Ключевые слова: природный газ, метанол, цеолит типа пентасил, цирконий, молибден и хром. С ростом температуры процесса на всех образцах наблюдается увеличение степени превращения исходного сырья и выхода...

Эффект модифицирования Н-пентасила фосфором в реакции...

Ключевые слова: высококремнеземный цеолит типа пентасила, этанол, бензол, алкилирование, модифицирование и фосфор.

Целью настоящей работы явилось исследование влияния концентрации фосфора на активность и селективность цеолита типа ZSM-5 в процессе...

Задать вопрос