Синтез наноразмерных молекуляррных сит sapo-11 и их применение в гидроизомеризации высших Н-парафинов с16+

ВВЕДЕНИЕ ………………………………………………………………………... 4
1 Обзор литературы ……………………………………………………………… 6
1.1 Алюмофосфатные молекулярные сита AlPO4-n…………………… 6
1.2 Структурные особенности алюмофосфата AlPO4-11 и силикоалюмофосфата SAPO-11…………………………………….. 8
1.3 Влияние природы источников алюминия на образование алюмофосфатных материалов………………………………………. 11
1.4 Катализаторы гидроизомеризации н-парафинов на основе силикоалюмофосфатов SAPO-11…………………………………… 15
1.5 Выводы……………………………………………………………….. 18
2 Результаты и их обсуждение…………………...………………………………. 20
2.1 Cелективная кристаллизация силикоалюмофосфатного молекулярного сита SAPO-11…….………………………………… 20
2.2 Синтез наноразмерного силикоалюмофосфата SAPO-11………… 25
2.3 Каталитические свойства Pt/SAPO-11 в гидроизомеризации
н-гексадекана………………………………………………………… 31
2.4 Каталитические свойства Pt/SAPO-11 в гидроизомеризации дизельного топлива………………………………………………….. 33
2.5 Выводы……………………………………………………………….. 35
3 Методика эксперимента………………………………………………………… 37
3.1 Методики приготовления катализаторов…………………………... 37
3.2 Приготовление бифункциональных катализаторов……………….. 40
3.3 Каталитическая оценка катализаторов на основе SAPO-11………. 40
3.4 Методы анализа материалов……………………………………....... 42
ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………………..... 44
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ……………………………… 46

Весь текст будет доступен после покупки

В настоящее время цеолитсодержащие катализаторы находят все большее применение в процессах нефтепереработки и нефтехимии. Столь широкое их распространение обусловлено удачным сочетанием в одном материале развитой микропористой структуры, наличия кислотных центров Бренстеда и Льюиса и молекулярно-ситового эффекта. Как правило, большинство цеолитов, используемых в промышленных катализаторах, по своему химическому составу являются алюмосиликатами. Однако, за последние 20 лет нашли применение молекулярные сита на основе силикоалюмофосфатов SAPO-n.
Впервые о их синтезе сообщили в 1984 г сотрудники фирмы UnionCarbide. Первичными строительными элементами в указанных материалах являются тетраэдры AlO4, PO4 и SiO4. Размер пор для SAPO-n изменяется от 3.4 до 14 A, пористая структура может одномерной (SAPO-11), двухмерной (SAPO-40) и трехмерной (SAPO-37). Бренстедовские кислотные центры в SAPO-n формируются в результате внедрения атомов кремния в алюмофосфатную решетку. В настоящее время известно более 50-ти структур SAPO-n часть из которых не встречается в алюмосиликатных цеолитах. Следует также отметить, что для молекулярных сит SAPO-n характерны более слабые по силе кислотные центры.
Благодаря наличию одномерной канальной пористой структуры с размером пор 4.5*6.5 A и кислотных центров «умеренной» силы, каталитические системы на основе SAPO-11 является наиболее селективными катализаторами гидроизомеризации высших парафинов C7+ из известных в литературе. Так фирмой Chevron на основе SAPO-11 разработан процесс гидроизомеризации высших парафинов для получения синтетических базовых масел III-группы и низкозастывающих дизельных топлив.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Обзор литературы

1.1 Алюмофосфатные молекулярные сита AlPO4-n

Важный прорыв в синтезе цеолитов произошел с открытием молекулярных сит алюмофосфатов (AlPO) и вскоре после этого силикоалюмофосфатов (SAPO).
AlPO является химическим соединением, безводная форма которого найдена в природе как минерал берлинит. Также известно множество синтетических форм безводного алюмофосфата. Как и цеолиты, AlPO представляют собой микропористые кристаллические материалы с высокой площадью поверхности. Ряд ученых признали, что каркасные структуры фосфата алюминия были известны в природе, в которых атомы фосфора и алюминия имели тетраэдрическую координацию, подобную координации алюминия и кремния в цеолитах (рисунок 1.1). Алюмофосфаты имеют нейтральные каркасы, без каких-либо связанных катионов и значительной каталитической активности.



Рисунок 1.1 – Первичные строительные элементы алюмофосфатов и их способ связи в решетке AlPO

При чем пока несколько групп работали над тем, чтобы первыми сделать синтетические AlPO, именно исследователи из Union Carbide в начале 1980-х годов нашли правильные реагенты (псевдобемит-оксид алюминия и фосфорную кислоту с органическими SDA) и условия (как правило, без неорганических катионов), необходимые для их легкого изготовления [1]. Технически микропористые AlPO не являются цеолитами, поскольку они не имеют алюмосиликатной структуры, но, тем не менее, они имеют каркас, аналогичный или идентичный цеолитам (рисунок 1.2). Кроме того, некоторые AlPO используются в качестве катализаторов или молекулярных сит, благодаря диапазону пор этих материалов от 4 до 13 A.



Рисунок 1.2 - Структуры некоторых алюмофосфатов

За этим быстро последовал синтез SAPO, металлоалюмофосфатов (MeAPO, где Me - металл или комбинация металлов, таких как Mg, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, B и Ge, способных к тетраэдрической координации) и металлосиликоалюмофосфатов (MeAPSO).

Весь текст будет доступен после покупки

1. Wilson, S.T., Lok, B.M., Messina, C.A., Cannan, T.R., and Flanigen, E.M. (1982) J. Am. Chem. Soc., 104, 1146–1147.
2. Lok, B. M., Cannan T. R., Messina, C. A. The role of organic molecules in molecular sieve synthesis // Zeolites. 1983. V. 3. P. 282-291.
3. Ren, X., Komarneni, S., Roy, D.M. The role of gel chemistry in synthesis of aluminophosphate molecular sieves // Zeolites. 1991. V. 11. P. 142-148.
4. Newalkar, B.L., Kamath, B.V., Jasra, R.V., Bhat, S.G.T. The effect of gel pH on the crystallization of aluminophosphate molecular sieve AIPO-5 // Zeolites. 1997. V. 18. P. 286-290.
5. Dumont, N., Gabelica, Z., Derouane, E.G., Di Rentzo, F. Comparative investigation of different synthesis procedures leading to SAPO-40 // Micropor. Mater. 1994. V. 3. P. 71-84.
6. Jhung, S. H., Hwang, Y. K., Chang, J.-S., Park, S.-E. Effect of acidity and anions on synthesis of AFI molecular sieves in wide pH range of 3–10 // Micropor. Mesopor. Mater. 2004. V. 67. P. 151-157.
7. Lok, B. M., Cannan T. R., Messina, C. A. The role of organic molecules in molecular sieve synthesis // Zeolites. 1983. V. 3. P. 282-291.
8. Popova, M., Minchev, Ch., Kanazirev, V. Methanol conversion to light alkenes over SAPO-34 molecular sieves synthesized using various sources of silicon and aluminium // Appl. Catal. A: General. 1988. V. 169. P. 227-235.
9. Tapp, N.J., Milestone, N.B., Bibby, D.M. Synthesis of AIPO4 -11 // Zeolites. 1988. V. 8. P. 183-188.
10. Alfonzo, M., Goldwasser, J., Lopez, C. M., Machado, F. J., Matjushin, M., Mendez, B., Ramirez de Agudelo, M. M. Effect of the synthesis conditions on the crystallinity and surface acidity of SAPO-11 // J. Molec. Catal A: Chemical. 1995. V. 98. P. 35-48.

Весь текст будет доступен после покупки