Студопедия

Главная страница Случайная страница

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Катализаторы каталитического крекинга






Современные катализаторы каталитического крекинга – это цеолитсодержащие алюмосиликаты, состоящие на 10–25 % из цеолита типа Y в редкоземельной или декатионированной форме, равномерно распределенные в аморфном алюмосиликате в виде микросферической или шариковой форме.

Природные цеолиты представляют собой кристаллические алюмосиликаты с общей формулой Me2/nO Al2O3 xSiO2 kH2O, где Ме – преимущественно Na, Ca, K, Ba и др.; х – силикатный модуль. Для цеолита типа А он равен 1, 8 – 2, 3, типа Х 2, 3 – 3, 0, типа Y 3, 0 – 6, 0.

Промышленные цеолиты отличаются от природных тем, что при подготовке из них удаляют воду и заменяют путем ионного обмена катионы металлов на катионы водорода или аммония NH4 +. Такие катализаторы обладают активностью на 2 – 3 порядка выше, чем природные цеолиты.

Структура цеолита образована тетраэдрами SiO 2 и AlO 4-. Одиночный отрицательный заряд алюминат-иона компенсируется находящимися в пустотах кристаллической решетки цеолита катионами металла. Цеолиты с одновалентными катионами металлов (Na +, K +, Li + и др.) неактивны. Замена Ме + на Ме 2+ или Ме 3+ приводит к декомпенсации зарядов и создает высокую напряженность электростатического поля, достаточную для образования карб-катионов в результате смещения электронной пары:

С – Н С+ – Н- или С = С С – С+.

Аморфный алюмосиликат, в котором распределен цеолит, обладает собственной активностью. Каталитически активными центрами алюмосили­катов являются кислоты Бренстеда или Льюиса.

В качестве кислоты Бренстеда может быть протон, образующийся из воды и хемосорбированный ненасыщенным атомом алюминия (а), протон гидроксильной группы, связанный с атомом алюминия (б) или кремния (в):

 

               
       


O O O O H+ – О – Si – Al: O – Si – O –Al-: H+

H

O O O O


а) б)

 
 


О

-

– О – Аl – O – Si – O H +

– O O –

в)

 

Апротонным кислотным центром может быть также структура:

 

       
   
 
 


O O

       
   


– O – Si – Al – O –.

 
 


O

 


Переход протонной кислотности в апротонную описывается схемой:

               
   
     
     
 
 


O O

       
   


– O – Al- – O – H H+ H2O + – O – Al (9.28)

       
   
 
 


O O.

       
 
   
 


 

Наибольшее значение имеют протонодонорные центры, т. к. дегидратированный алюмосиликат неактивен. В цеолитсодержащих алюмосиликатных катализаторах роль катиона металла состоит в увеличении подвижности протона и стабильности кислотных центров Бренстеда, а также созданием дополнительного количества кислотных центров протонизацией воды:

 

Ме п + + Н2О Ме п + ОН- Н+ (9.29)

 

Именно поэтому скорость реакции на таком катализаторе на 2–3 порядка выше, чем на аморфном катализаторе. Цеолиты обладают также очень высокой термической и механической стабильностью.

 


Поделиться с друзьями:

mylektsii.su - Мои Лекции - 2015-2024 год. (0.008 сек.)Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав Пожаловаться на материал