Особенности превращения смесей модельных биооксигенатов и углеводородов в условиях каталитического крекинга

Рассматриваемая работа посвящена изучению маршрута превращения одного из классов биооксигенатов совместно с углеводородами нефти в присутствии катализаторов на основе цеолитов HY и HZSM-5. Актуальность поставленной задачи обусловлена возрастающим интересом к переработке продукта пиролиза лигнино-целлюлозной биомассы (бионефти) в процессе каталитического крекинга совместно с нефтяным сырьём с получением углеводородных продуктов. Целью настоящего диссертационного исследования являлось детальное исследование маршрутов превращения ацетона как модельного биооксигената в среде углеводородов на цеолитных катализаторах. Для достижения поставленной цели была проведена серия каталитических экспериментов с модельными смесями реагентов углеводород – ацетон. Установлено влияние добавки ацетона на изменение в составе первичных продуктов крекинга смеси реагентов. Для изучения интермедиатов, образующихся на поверхности цеолитов, был применен современный метод высокотемпературной ИК-Фурье спектроскопии in situ. Для изучения влияния отдельных реагентов на состав и строение конечных продуктов использовался метод дейтериевых меток, распределение которых в конечных продуктах устанавливалось путём анализа спектров 1H ЯМР и спектров ГХ/МС. В результате проведённых исследований были впервые изучены закономерности каталитического крекинга ацетона в среде углеводородов различных классов на примере индивидуальных соединений (гексан, гексен, циклогексан, бензол) в присутствии цеолитов HY и HZSM-5. На основании полученных экспериментальных данных впервые предложена схема взаимодействия ацетона и углеводородных интермедиатов крекинга на поверхности цеолитного катализатора, включающая нуклеофильное присоединение протонированного ацетона к карбокатиону. Предложенная схема верифицирована на примерах совместной каталитической конверсии ацетона с реальным нефтяным сырьем и других оксигенатов, содержащих карбонильную группу, в углеводородной среде. Степень достоверности результатов, полученных в диссертации подтверждается воспроизводимостью экспериментальных данных, применением комплекса современных физико-химических методов анализа, а также отсутствием противоречий с опубликованными литературными данными.