Последние конференции
- Информационные системы и модели в научных исследованиях, промышленности, образовании и экологии
- Информационные системы и модели в научных исследованиях, промышленности и экологии
- Современные проблемы экологии
- Экологические проблемы окружающей среды, пути и методы их решения
- Экология, образование и здоровый образ жизни
Превращения Н-гексана и Н-декана на цеолитных катализаторах
Р.И. Кузьмина, М.Ю. Степанов
Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского,
г. Саратов
Одной из основных целей вторичных процессов переработки углеводородного сырья является получение высокооктановых компонентов автомобильных бензинов, а также ценных сжиженных газов – сырья для последующих нефтехимических производств.
В настоящее время в процессе переработки углеводородного сырья применяют алюмосиликатные цеолитсодержащие катализаторы.
Цеолитсодержащие катализаторы крекинга имеют несколько лучшие регенерационные характеристики, чем аморфные алюмосиликаты, и более активны и селективны по выходу компонентов бензина.
Постоянно увеличивающийся спрос на моторные топлива требует дальнейшего углубления переработки нефти, усовершенствования технологических процессов по переработке тяжелых вакуумных дистиллятов и остаточных фракций.
В данной работе проведено исследование активности цеолитсодержащих катализаторрв Ni+Ce/Н-ЦВМ и Cr+Bi/ZSM-5, их влияние на степень и направления превращения н-гексана и гексадекана.
Полный экспериментальный цикл проводился в три этапа:
а) активирование катализатора;
б) процесс крекинга;
в) регенерация катализатора после ведения процесса.
Исследования проводили на лабораторной установке проточного типа при атмосферном давлении, в интервале температур 350-550 °С с шагом в 50 °С. Загрузка катализатора - 6 см3, размер зерна 2,0-3,0 мм. Процесс превращения н-гексана и н-гексадекана осуществлялся в инертной среде гелия.
В результате процесса получен газ сложного состава и жидкофазный продукт.
Показано, что конверсия н-гексана и н-гексадекана на катализаторе Cr+Bi/ZSM-5 возрастает с увеличением температуры и является максимальной при 500 °С для н-гексана и при 400 °С для н-гексадекана (99.7 % и 99,5 % масс. соответственно).
Выход продуктов С1 – С2 каталитического крекинга н-гексана и н-гексадекана на катализаторе Cr+Bi/ZSM-5 незначителен и увеличивается с ростом температуры (до 4.6 % и 17.7 % масс. соответственно).
Содержание углеводородов С3-С4 плавно возрастает с ростом температуры и является максимальным при 450 °С для н-гексана (56,4 %) и при 550 °С (61,9 %) масс. для н-гексадекана. Очевидно, что процесс превращения н-гексана приводит к преимущественному образованию углеводородов С3-С4.
Установлено, что выход изоалканов С4-С5 при увеличении температуры процесса растет и является максимальным при 450 °С и составляет 17,8 % и 12,3 % для н-гексана и н-гексадекана соответственно. Происходит перераспределение превращения н-гексана и н-гексадекана в сторону образования аренов путем последовательного дегидрирования и дегидроциклизации н-парафинов.
Содержание ароматических углеводородов растет и достигаент максимального значения при 500 °С и составляет 18,7 % масс. для н-гексана и 25,1 % для н-гексадекана.
Конверсия н-гексана и н-гексадекана на катализаторе Ni+Ce/Н-ЦВМ возрастает с увеличением температуры и является максимальной при 500°С для н-гексана и при 400 °С для н-гексадекана (98,9 % и 99,0 % масс. соответственно).
Выход продуктов С1 – С2 каталитического крекинга н-гексана и н-гексадекана на катализаторе Ni+Ce/Н-ЦВМ увеличивается с ростом температуры (до 21,9 % и 14,9 % масс. соответственно).
Содержание углеводородов С3-С4 плавно возрастает с ростом температуры и является максимальным при 450°С (49,9 % для н-гексана и 38,8 % масс. для н-гексадекана). Очевидно, что процесс превращения н-гексана приводит к преимущественному образованию углеводородов С3-С4.
Установлено, что выход изоалканов С4-С5 при увеличении температуры процесса плавно снижается до 2,1 % и 3,5 % масс. для н-гексана и н-гексадекана соответственно. т.к. происходит перераспределение направлений превращения н-гексана и н-гексадекана в сторону образования аренов путем последовательного дегидрирования и дегидроциклизации н-парафинов.
Содержание ароматических углеводородов растет с увеличением температуры и при 550 °С составляет 29,3 % масс. для н-гексана и 39,7 % для н-гексадекана.
Очевидно, что процесс превращения н-гексана и н-гексадекана приводит к преимущественному образованию углеводородов С3-С4, т.е. процесс превращения обоих соединений направлен в сторону образования продуктов каталитического крекинга. Процесс превращения н-гексана и н-гексадекана также направлен в сторону образования продуктов изомеризации, ароматизации. Процессы ароматизации и изомеризации алканов более интенсивно протекают на катализаторе Ni+Ce/Н-ЦВМ.
Таким образом, в результате проведенного исследования каталитического крекинга н-гексана на лабораторной установке проточного типа в интервале температур 350 – 550 °С. на катализаторах Ni+Ce/Н-ЦВМ и Cr+Bi/ZSM-5 показано, что церий и никель, введенные в состав катализатора Н-ЦВМ, а также хром и висмут, введенные в состав катализатора ZSM-5, значительно повышают его активность и селективность в реакциях крекинга углеводородов.