Конверсия оксигенатов в жидкие углеводороды на микро- и наноразмерных цинксодержащих цеолитах MFI»

Цель: исследование влияния природы исходных микропористых цеолитов MFI, размера их кристаллитов на свойства катализаторов, а также установление корреляции физико-химических и каталитических свойств наноразмерных цинксодержащих цеолитных катализаторов в процессе получения жидких углеводородов. Представлены сравнительные данные по селективности и составу жидкого продукта катализаторов на основе цеолитов MFI различных марок, модифицированных Zn и Pd. Методом высокотемпературной ИК-спектроскопии диффузного отражения in situ исследованы различия в бренстедовских кислотных центрах катализаторов. Показано, что катализаторы содержат органические аммониевые катионы с различной структурой органических заместителей, формирующих азотсодержащий кислотный центр. Наличие таких центров вносит различия в состав жидкого продукта. Данный центр способствует формированию разветвленных парафиновых углеводородов и легких ароматических соединений из диметилового эфира (ДМЭ). Метанол под влиянием таких центров быстро превращается в ДМЭ, более реакционноспособный в получении бензиновой фракции. Установлено, что в конверсии ДМЭ в среде синтез-газа при температуре 340°С и давлении 10 МПа в жидкие углеводороды использование наноразмерных цеолитов повышает селективность по жидким углеводородам не ниже 85 мас. % с содержанием в своем составе не менее 80 мас. % изо-парафинов, по сравнению с микроразмерными цеолитами, на которых селективность по жидким углеводородам составляет не более 80 мас. % с содержанием изо-парафинов не более 70 мас. %. В присутствии катализаторов на основе наноразмерных цеолитов ZnMFI, полученных способами пропитки, ионного обмена из водного раствора азотнокислого цинка и «in situ» осуществлен синтез жидких углеводородов с повышенным содержанием изо-парафинов из ДМЭ. Установлено, что наиболее эффективным модификатором, для наноразмерных цеолитных катализаторов, является цинк, введенный in situ на стадии синтеза цеолита, при таком способе идет образование активной формы ZnOH+ с выраженными гидрирующими и изомеризующими свойствами, что способствует повышению содержания изо-парафинов в составе жидких углеводородов. Показано, что сочетание наноразмерности цеолита и наличие высокодиспергированных частицы ZnOH+ позволяют получать более эффективные катализаторы по сравнению с катализаторами на основе микропористого цеолита, содержащими в своем составе кроме цинка палладий.