Основные типы цеолитов, используемых в промышленности

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 12Следующая ⇒

Название цеолита и формула элементарной ячейки	Средний размер каналов, нм*	Средний размер полостей, нм	Соотношение атомов Si/Al
Тип А Na₁₂[Al₁₂Si₁₂О₄₈] х 24H₂О	0,41 (ЗД)	0,66; 1,14	1,0-1,05
Тип X Na_n[Al_nSi_192-nO₃₈₄] х 260H₂O 87≥n ≥ 83	0,74 (ЗД)	0,66; 1,18	1,2-1,3
ТипY Na_n[Al_nSi_192-nO₃₈₄]260H₂O 73≥n ≥ 56	0,74 (ЗД)	0,66; 1,18	1,7-2,1
Морденит Na₈[Al₈Si₄₀O₉₆] x 28H₂O	0,67 х 0,70 (1Д)	—	5,0
Эрионит (K₂,Ca,Mg,Na₂)_4,5[Al₉Si₂₇O₇₂] x 28H₂O	0,36 x 0,52 (ЗД)	0,63; 1,30	3,0
Оффретит Na₅[Al₅Si₁₃O₃₆] x 15H₂O	0,64 (1Д); 0,36 х 0,52 (2Д)	0,6; 0,74	3,5
ZSM-5 Na_n[Al_nSi_96-nO₁₉₂]16H₂O n≈3	0,51 x0,56-0,51 x 0,55 (ЗД)	—	-30

* 1Д, 2Д и ЗД - соотв. одно-, двух- и трехмерные структуры.

Активность и стабильность цеолитсодержащих катализаторов определяется главным образом соотношением атомов Si/Al в кристаллическом каркасе цеолита, размерами и строением полостей и каналов цеолита и матрицы, а также наличием в цеолите или матрице катионов, отличных от щелочных и щелочно-земельных металлов (например, РЗЭ в цеолите (т. наз. РЗЭ-форма цеолита), элементы VI и VIII групп в цеолите и матрице), или отсутствием катионов (например, декатионированная Н-форма цеолита).

Различают моно- и бифункциональные цеолисодержащие катализаторы Монофункциональные катализаторы содержат кислотные бренстедовские (протоны, связанные с каркасными атомами О) и льюисовские центры (катионы щелочных металлов или трех-координированные атомы А1, находящиеся в местах с дефицитом кислорода или местах расположения катионов). Каталитическое действие таких катализаторов связано с их способностью образовывать карбониевые ионы, поэтому они способны ускорять реакции крекинга, изомеризации и диспропорционирования алкилароматических углеводородов, переноса водорода и др.

Бифункциональные катализаторы помимо кислотных центров содержат катионы металлов VI и VIII групп, заряд которых компенсирует избыточный отрицательный заряд в каркасе цеолита. Наличие таких катионов определяет способность катализатора ускорять окислительно-восстановительные реакции. В связи с этим на бифункциональных катализаторах протекают два типа реакций: на кислотных центрах происходят реакции, характерные для монофункциональных катализаторов; на катионах металлов - реакции гидрирования - дегидрирования (например, гидрогенолиз, гидрокрекинг, синтез углеводородов из метанола). Направление и селективность реакций определяются соотношением количества кислотных центров и количеством введенного в катализатор катиона металла. В каждом из перечисленных в таблице типов цеолитсодержащих катализаторов можно выделить подтипы с определенным молекулярно-ситовым эффектом. Такой эффект обусловлен соразмерностью каналов и полостей цеолитов с молекулами реагентов или продуктов реакции. Например, в случае селективного крекинга и гидрокрекинга н -парафинов на узко- и среднепористых цеолитах с размерами пор 0,3-0,6 нм соразмерность молекул исходных углеводородов с порами катализатора способствует их доступу к активным центрам. В случае несоразмерности молекул продуктов реакции с порами катализатора их диффузия с активных центров затруднена, что приводит к образованию значительных количеств кокса на поверхности катализатора. Получают цеолитсодержащие катализаторы, как правило, сухим смешением или соосаждением составляющих катализатор компонентов матрицы и цеолита. Исключение составляет химический способ "in situ", по которому сначала получают матрицу, а затем в каналах ее пор выращивают цеолит.

Матрицу катализатора. готовят на основе гидроксида Аl, золя H₄SiO₄или смеси растворов NaOH с каолином. Условия получения (температура, рН раствора, время синтеза, а также количество вводимых соединений) определяют пористость структуры матрицы, ее каталитические, связующие и др. свойства. После смешения компонентов матрицы с цеолитом из полученной массы (суспензии, пасты и др.) различными способами формуют частицы (микросферы, таблетки и т. п.) с определенным распределением по размеру; после этого проводят термическую обработку (сушку и/или прокаливание). При необходимости полученный цеолитсодержащий катализатор подвергают дальнейшему модифицированию.

Дата добавления: 2015-12-17; просмотров: 26; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 234 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!