Превращение прямогонных бензиновых фракций на модифицированных пентасилах

Мамедов Сабит Эюб оглы,

доктор химических наук, профессор кафедры «Физической и коллоидной химии» Бакинского Государственного университета,

Гусейинли Абуали Гулам оглы,

кандидат химических наук, доцент кафедры «Экологической химии» Бакинского Государственного университета,

Сулейманова Хаяла Видади кызы,

соискатель,

Абдурагимов Руслан Васиф оглы,

магистр второго курса кафедры «Экологической химии».

Для повышения эффективности проведения процесса повышения октановых чисел прямогонных бензиновых фракций цеолитные катализаторы должны обладать дегидрирующей и ароматизирующей активностью, кислотностью и пониженной активностью к процессу коксообразования. Введение в цеолит типа пентасила модифицирующих добавок, влияющих на данные функции катализатора, позволяет повысить активность и селективность катализаторов в процессе повышения октановых чисел прямогонных бензиновых фракций.

Цель данной работы – исследование влияния фосфора, галлия и их совместного влияния на селективность образования ароматических и изопарафиновых углеводородов.

Экспериментальная часть

В качестве исходного использовали высококремнозёмный цеолит типа ЦВМ с SiO₂·AlO₃ = 33. Декатионирование цеолита проводили трёхкратной обработкой раствором хлорида аммония с последующей сушкой при 110 ºС и разложением NH₄ – формы при 550 ºС в течении 4 ч. Остаточное содержание Na₂O в цеолите составляло < 0,06 мас. %.

Катализатор на основе НЦВМ получали грануляцией декатиоированного цеолита со связующим – оксидом аллюминия (25 мас.%). После грануляции катализатор сушили и прокаливали.

Процесс получения катализаторов Р-НЦВМ, Gа-НЦВМ и Gа-Р-НЦВМ методом пропиток состоял из стадий: декатионирования – пропитки декатионированного цеолита, грануляции его со связующим – оксидом алюминия, сушки и прокалки.

Количество введённых в цеолит модификаторов составляло (мас.%): фосфора – 0,5; галлия 1.0 – 3,0. Перед опытами катализаторы активировали 2 ч в токе воздуха при 550 ºС.

Для исследования была взята прямогонная бензиновая фракция с Бакинского НПЗ «Азерияг».

Ниже приведены её физико-химические характеристики:

плотность при 20 ºС , кг/м³ _ _ _ _ 752

Фракционный состав ,ºС

н.к. _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

10 % _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 82

50 % _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 94

90 % _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 129

к.к. _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 143

Групповой углеводородый состав (мас.%)

н – парафиновые _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 36,6

изопарафиновые _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 29,5

нафтеновые _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 28,2

ароматические _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _5,7

октановое число по ИМ _ _ _ _ _ _ _59

Образцы цеолитосодержащих катализаторов исследовались в динамических условиях при атмосферном давлении на лабораторной установке проточного типа со стационарным слоём катализатора. Объём загрузки катализатора 5 мл (фракция 2-3 мл ). Продукты реакции анализировали газохрамотографическим методом.

Данные о влиянии температуры на превращение бензиновой фракции в присутствии модифицированных цеолитных катализаторов типа ЦВМ приведены в таблице 1.

Как видно, с повышением темпертуры выход ароматических углеводородов возрастает. Наименьший выход жидких продуктов наблюдается на Н-форме цеолита. Модифицирование Н-формы цеолита приводит к увеличению выхода жидких продуктов превращения бензиновой фракции. Однако в присутствии фосфорсодержащего образца выход ароматических углеводородов возрастёт мало и составляет всего 17,8 мас.%.

Модифицирование Н-формы цеолита галлием способствует значительному росту выхода ароматических углеводородов.

При температуре 380 ºС выход ароматических углеводородов составляет 24,2 мас.%.

Таблица 1.

Превращение прямогонной бензиновой фракции в присутствии модифицированных пентасиллов.

В таблице приведены данные, характеризующие совместное влияние двух модификаторов на превращение прямогонной бензиновой фракции. Из данных, представленных в таблице, видно, что при определённом соотношении модификаторов в катализаторе можно изменить выход продуктов в желаемую сторону. Наибольший выход жидких продуктов и ароматических углеводородов в цеолите в соотношении 1:10 достигается в присутствии пентасилсо держащего катализатора в котором массовое соотношение Р:Ga составляет 1:10. Сочетание модификаторов ускоряет также изомеризацию содержащихся в бензиновой фракции Н-парфиновых углеводородов. На оптимальном образце 3-Ga РНЦВМ обеспечиваются максимальные выходы ароматических (26,8 мас.%) и изопреновых (44,0 мас.%) углеводородов.

Таким образом, одновременное модифицирование Н-ЦВМ фосфором и галлием приводит к увеличению скорости реакции изомеризации и ароматизации.

Литература

1. Ахметов А.Ф., Каратун О.Н. «Превращение прямогонных бензиновых фракций на модифицированных пентасилсодержащих катализаторах.//Химия и технология топлив и масел» 2002, №3 с. 30-33.

2. Ахметов А.Ф., Каратун О.Н. «Стабильность работы пентаилсодержащих катализаторов в процессе повышения активных чисел прямогонных бензиновых фракций.//Химия и технология топлив и масел» 2001, №1 с. 23-26.

3. Ясьян Ю.П., Колесников А.Г., Завалинский Д.В. «Превращение прямогонных бензиновых фракций на цеолитосодержащих катализаторах // Химия и технология топлив и масел» 2003, №5, с. 32-35.

4. Мамедов С.Э., Байрамов М.Р., Аминбеков А.Ф. Превращение углеводородного сырья на бицеолитных катализаторах. // Нефтехимия, 2004, №5, c. 373-375.

Поступила в редакцию 20.02.2009 г.