. Цеолитсодержащие каталізатори, завдяки молекулярно-ситовим властивостям, отруюються азотом в значно меншою мірою, ніж аморфні алюмосилікатні.
металоорганічні з'єднання, містяться переважно в висококиплячих і особливо залишкових фракціях нафти, відносять до необоротно дезактивуючим компонентів сировини крекінгу. Блокуючи активні центри каталізатора, вони негативно впливають не тільки на його активність, але і на селективність. Так, у міру збільшення вмісту нікелю і ванадію, що є, як відомо, дегидрируются металами, інтенсивно зростає в продуктах крекінгу вихід водню і сухих газів, а вихід бензину істотно знижується.
3. Характеристика каталізатора: хімічний склад, технологія приготування та експлуатації
Каталізатори сучасних великотоннажних процесів каталітичного крекінгу, здійснюваних при високих температурах (500-800 В° С) в режимі інтенсивного масо-і теплообміну в апаратах з рухомим або псевдозрідженим шаром каталізатора, належних володіти не тільки високими активністю, селективністю і термостабильностью, але і задовольняти підвищеним вимогам до них по регенераційні, механічним і деяким іншим експлуатаційними властивостями. Промислові каталізатори крекінгу представляють собою в цьому зв'язку складні багатокомпонентні системи, які з:
1) матриці (носія);
2) активного компонента - цеоліту;
3) допоміжних активних і неактивних добавок.
Матриця каталізаторів крекінгу виконує функції як носія - поверхні, на якій потім диспергируют основний активний компонент - цеоліт і допоміжні добавки. В якості матеріалу матриці сучасних каталізаторів крекінгу переважно застосовують синтетичний аморфний алюмосилікат з високою питомою поверхнею і оптимальної поровій структурою, що забезпечує доступ для великих молекул крекіруемого сировини.
Аморфні алюмосилікати були основними промисловими каталізаторами крекінгу до розробки цеолитсодержащих каталізаторів. p> Синтезуються вони при взаємодії розчинів, що містять оксиди алюмінію і кремнію, наприклад, рідкого скла Na 2 О3SiО 2 і сірчанокислого алюмінію A1 2 (SО 4 ) 3 . p> Хімічний склад аморфного алюмосилікат може бути виражений формулою:
Na 2 О (Al 2 Про 3 х SiО 2 ),
де х - число молей SiО 2 на 1 моль А1 2 Про 3 . Зазвичай в промислових аморфних алюмосилікатах вміст оксиду алюмінію знаходиться в межах 6-30% мас.
Аморфні алюмосилікати володіють ионнообменной властивостями, а для додання каталітичної активності обробляють їх розчином сірчанокислого алюмінію для заміщення катіонів Na + на А1 3 + . Висушені і прожарені аморфні алюмосилікати проявляють протонну і апротонного кислотності. При цьому у міру підвищення температури прожарювання відбувається перетворення протонних кислотних центрів у апротонні.
Активним компонентом каталізаторів крекінгу є цеоліт, який здійснює вторинні каталітичні перетворення вуглеводнів сировини з утворенням кінцевих цільових продуктів.
Хімічний склад цеолітів можна виразити наступною емпіричною формулою:
М 2/ n О-Аl 2 Про 3 - XSiO 2 Ун 2 0
де х - звичайно дорівнює або більше 2 (співвідношення SiО 2 і А1 2 Про з для цеолітів становить від - 2 до 15).
В даний час налічується кілька десятків різновидів природних і синтетичних цеолітів, відрізняються структурою, типом катіонів Me, силікатним модулем і числом молекул кристалізаційної води.
Ефективність цеолитсодержащих каталізаторів в чому пояснюється їх хімічним складом і будовою. Основними елементами структури цеолітів, обумовленими типом вихідного мінералу, є порожнини, сполучені між собою вікнами і каналами. Зазвичай порожнини мають більший діаметр, ніж канали (або вікна). Пересічені мережі пір і порожнини сприяють кращому диффузионному обміну між парами сировини та продуктами реакції.
Наприклад, в цеоліті типу шабазіт є 3 * 10 20 порожнин діаметром 11,4 А, в кожну порожнину якого може вміститися 24 молекули води. Діаметр вікон шабазіта становить 4,9 А. При нагріванні цеоліту вода видаляється, і утворюється чарункова структура. Питома поверхню цеолітів досягає 700 - 1000 м 2 /м. Зневоднені цеоліти здатні вибірково адсорбувати молекули різних речовин у залежності від розмірів каналів. Зрозуміло, якщо діаметр адсорбируемого речовини більше, ніж перетин каналу, то воно не може проникнути у внутрішні пори цеоліту (ситової ефект). Так, при діаметрі каналу (вікна) 4А цеоліт не може адсорбувати вуглеводні нормальної будови, діаметр молекул яких дорівнює = 4,9 А.
Зазвичай тип структури синтетичного цеоліту позначають буквами латинського алфавіту А...
