, X, Y, ... L і т.д. Перед літерами ставлять хімічну формулу катіона металу, компенсуючого негативний заряд алюмінію в алюмосиликате. Наприклад, Сах означає цеоліт типу X в кальцієвої обмінної формі; LaY, ReY - відповідно лантановую і Рідкоземельні форма цеоліту Y.
Прийнято поділяти цеоліти в Залежно від величини силікатної модуля на наступні структурні типи:
Х, А
Тип цеоліту
1,8-2,0
цеоліт А
2,3-3,0
цеоліт X
3,0-6,0
цеоліт Y
6,0-7,0
Еріон (цеоліт Т)
8,3-10,7
морденіт
10-35,0
цеоліт L
За кордоном цеоліти класифікують інакше: перед літерою, що позначає тип цеоліту, ставлять цифру, відповідну максимальному діаметру молекул (у ангстремах), що адсорбуються даними цеолітом. За цією класифікацією цеоліту NaA відповідає цеоліт 4А, цеоліту Саа - 5А, цеоліту NaX - 13Х, цеоліту Сах - 10Х і т.д.
Найбільше промислове застосування отримали синтетичні цеоліти форм X і У з порожнинами і вікнами розміром близько 10 А. Вони володіють такою ж кристалічною структурою, що і фожазіт - цеоліт, що зустрічається в природі.
Стінки вікон і порожнин в цеолітах утворюються з правильно розташованих тетраедрів двоокису кремнії і окису алюмінію. (Рис.1) є основною відмінністю цеолітів від аморфного алюмосилікат.
В
Атоми кисню розташовані в їх вершинах, атом кремнію пов'язаний однієї валентної зв'язком з кожним з чотирьох атомів кисню. Тому четирехвалентний кремній у тетраедра виявляється електрично нейтральним. p> Тетраедр, що містить тривалентний алюміній, володіє одним негативним зарядом, так як валентність однієї з атомів кисню з чотирьох не виповнюються. p> У натрієвої формі цеоліту негативний заряд тетраедра з'єднується з позитивним зарядом іона натрію.
В
Рис. 2. Структура цеолітів: а - синтетичного типу А, б - природного (фожазіта).
Цеоліт володіють виключно великою активністю. Тому їх застосовують у суміші з аморфними каталізаторами. У цеолитсодержащих каталізаторах крекінгу зазвичай міститься 15-20% (мас) цеолітів. Але навіть і в такому вигляді вони значно перевершують (за показниками роботи установки) аморфні каталізатори, і застосування їх дає значний економічний ефект.
У промисловій практиці застосовують алюмосилікатні каталізатори (в основному цеолитсодержащие) - микросферические або розмелені - порошкоподібні - для процесів флюїд або кулясті розміром 3-5 мм - для процесів з рухомим шаром каталізатора. Враховуючи неміцність, високі вартість і активність цеолітів, а також для забезпечення легкого проникнення молекул сировини до зерен цеоліту та відводу продуктів крекінгу і подачі повітря до коксу, відклавши на каталізаторі (з метою його окисної регенерації), в цеоліт вводять механічно міцну матрицю.
У промисловості використовують дві схеми отримання микросферических цеолитсодержащих каталізаторів:
1) отримання каталізатора крекінгу зі сполучною;
2) отримання каталізатора крекінгу без зв'язуючого.
У першому випадку окремо синтезовані цеоліти з розміром кристаликів до 5 мкм змішують зі сполучною. В якості сполучного, залежно від призначення майбутнього каталізатора, застосовують алюмо-або кремнегідрозоль. Суспензія ретельно перемішується, піддається розпилювальної сушки, іонного обміну, промиванні, сушці і прокаливанию. Особливість технології полягає в тому, що наповнювач жорстко фіксує кристалики цеоліту, створюючи пористу, ажурну систему найтонших транспортних пір для дифузії вуглеводнів.
Каталізатори, що містять у Як основний компонент матриці каолін, більш активні і селективні. Вони виявляють високу стійкість до металів, присутніх в сировині.
Згідно з другою схемою, готується водна суспензія природного алюмосилікат - каоліну, яка піддається розпилювальної сушці і прокаливанию до 1100 В° С. Потім в порах активного речовини матриці на всій створеній внутрішньої поверхні синтезують і вирощують шар кристалів цеоліту до розмірів <0,25 мкм. Ця технологія дозволяє досягти утримання цеоліту в каталізаторі до 80 мас.%, на відміну від 20 мас.% За першим способом. Після закінчення росту кристалів цеоліту здійснюють іонний обмін, термохімічну обробку, сушку і прогартовування вже готового мікросферичного каталізатора. Дана технологія дозволяє готувати каталізатор із заданими властивостями, кожна з частинок якого має однаковий склад і властивості.
Для установки з рухомим шаром каталізатор...
