ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Синтетические катализаторы из "Алюмосиликатные катализаторы и изменение их свойств при крекинге нефтепродуктов" Низкая стабильность природных катализаторов крекинга явилась причиной разработки синтетических алюмосиликатных катализаторов, которые нащли щирокое промышленное применение. Однако дешевизна природных катализаторов не позволила полностью от них отказаться. Появились также так называемые полу-синтетические катализаторы, полученные нанесением синтетического алюмосиликата на частицу активированной глины. Это позволяет использовать достоинства алюмосиликатов обоих типов. [c.12] По структуре скелета синтетические алюмосиликатные катализаторы делятся на аморфные и кристаллические. Последние появились лишь в шестидесятых годах. Высокая активность, селективность и стабильность способствовали быстрому распространению кристаллических, или цеолитсодержащих, катализаторов крекинга. [c.12] При быстром смешении исходных растворов образуется коллоидный раствор алюмосиликата натрия, который через некоторое время превращается в гидрогель с определенной формой и размером частиц. Для получения шарикового катализатора струйки золя направляют в слой турбинного масла, где он разбивается на отдельные капельки под действием сил поверхностного натяжения они принимают форму шариков и затвердевают. При производстве микросферического катализатора золь распыляют в слой трансформаторного масла сжатым воздухом. [c.12] В дальнейшем полученные микросферы и шарики алюмосили- катного гидрогеля подвергают термообработке, активации и промывке. В процессе термообработки возникает структура катализатора, обеспечивающая ему высокую механическую прочность и необходимые диффузионные свойства. На этой стадии размер частиц гидрогеля существенно уменьшается вследствие синерезиса — уплотнения вещества и выделения ннтермицеллярной жидкости. При обычных температурах синерезис протекает недостаточно быстро. Для его ускорения раствор подогревают. [c.12] КОГО содержания натрия), активируют путем обмена ионов натрия на ионы алюминия, происходящего при обработке катализатора слабым раствором сернокислого алюминия. В результате содержание натрия снижается с 5—6% ДО десятых и сотых процента, а содержание алюминия увеличивается с 7—9 до 12—13%. [c.13] После активации гранулы с целью удаления вредных соединений, главным образом ионов S0 , промывают водой, затем пропитывают поверхностно-активными веществами и направляют на сушку и прокалку для удаления воды из пор геля и завершения формирования оптимальной структуры алюмосиликатов. На стадии сушки содержание воды снижается с 90—92 до 8—10%, а объем частиц уменьшается в 7—8 раз. В результате прокаливания содержание влаги в катализаторе не превышает 1,0—1,5% катализатор приобретает высокую механическую прочность и термическую стабильность. [c.13] Алюмосиликатные синтетические катализаторы можно получать также смешением раздельно осажденных гелей, пропиткой влажного или просушенного силикагеля солями или какими-либо другими соединениями алюминия, которые при дальнейшей обработке разлагаются с образованием гидроокиси или окиси алюминия. [c.13] Активность алюмосиликатного катализатора сильно зависит от соотношения активных компонентов. Известно, что окислы алюминия или кремния в чистом виде не обладают крекирующей активностью. Ничтожные добавки окиси алюминия придают силикагелю значительную активность. При дальнейшем увеличении содержания AI2O3 в катализаторе (до определенного предела) активность его возрастает [15] (рис. 6). [c.13] Вначале промышленные катализаторы содержали 10—15% окиси алюминия. Затем были созданы высокоглиниземистые катализаторы, содержавшие 20—30% AI2O3. Последние оказались более активными и стабильными и поэтому нашли широкое применение на зарубежных нефтеперерабатывающих заводах. [c.13] Прежде чем подробнее характеризовать цеолитсодержащие катализаторы, опишем свойства самих цеолитов. [c.14] При взаимодействии с водными растворами солей цеолиты могут частично обменивать содержащиеся в их структурах катионы на катионы, имеющиеся в растворе. Например, ионы На+ легко обмениваются иа ионы Са2+. При обмене ионов каталитические свойства цеолитов и размеры их внутренних пор существенно изменяются. [c.14] За рубежом цеолиты классифицируют несколько иначе. Перед буквой, обозначающей тип цеолита, ставят цифру, соответствующую максимальному диаметру молекул (в ангстремах), поглощаемых данным цеолитом. По этой классификации цеолиту ЫаО соответствует цеолит 4А, цеолиту СаА — 5А, цеолиту ЫаХ—13Х, цеолиту СаХ — 1 ОХ. [c.15] Размеры входных окон и молекул веществ обусловливают се--лективную адсорбцию цеолитами или их способность служить мо-лекулярными ситами. Р. Баррер выделил пять типов цеолитов по их молекулярно-ситовому действию [18] (табл. 2). [c.17] С увеличением номера типа цеолита уменьшается размер вход ных отверстий в полости кристаллического каркаса. Вещества, расположенные выше и левее черты, определяющей границу типа цеолита, адсорбируются им, а расположенные ниже и правее, не проникают в поры и не адсорбируются. Цеолиты адсорбируют вещества, характерные для данного типа, и дополнительно поглощают все те вещества, которые адсорбируются цеолитами, имеющими более высокие номера. [c.17] Хирш делит цеолиты на три класса (табл. 3) [9]. [c.17] Первичные амины с группой, присоединенной к вторичному атому С, четвертичные амины, эфиры с боковыми цепями, тиоэфиры и вторичные амины. [c.17] Присущие цеолитам высокая активность, селективность, способность противостоять обработке паром при высоких температурах позволили использовать их для приготовления катализаторов крекинга. Этому способствовала также их способность к легкому обмену катионов [9, 10, 18—20], что позволяет применять цеолиты в виде наиболее активных катионных форм. [c.18] Первые исследования каталитических свойств цеолитов, проведенные в 1960 г., показали, что цеолиты NaX и СаХ более активны в реакции крекинга н-декана, чем аморфный алюмосили-катный катализатор [21], причем кальциевая форма цеолита активнее натриевой. В присутствии цеолита КаХ в продуктах реакции отсутствовали изосоединения, но содержалось много непредельных углеводородов, а в присутствии СаХ получались такие же продукты, как и при наличии алюмосиликатного катализатора. [c.18] Аморфный алюмосиликат, который используют для введения цеолита, часто называют матрицей. Матрица выполняет следующие функции 1) поддерживает цеолит в грануле катализатора 2) уменьшает активность катализатора, поскольку при использовании цеолита в чистом виде на существующих установках происходит чрезмерное расщепление, сопровождающееся повышенным газообразованием и быстрым отравлением катализатора [28]. [c.18] Вернуться к основной статье