Гидроизомеризация ароматического сырья на бифункциональных наноструктурированных алюмосиликатных катализаторах

На основании полученных данных о текстурных и структурных характеристиках образцов функциональных материалов MOR, MOR+ГНТ и MOR:ГНТ, носителей и катализаторов на их основе можно сделать вывод о том, что в процессе формовки и нанесения металлов микро-мезопористая структура сохраняется. Оценка активности катализаторов проводилась на установке проточного типа с закрепленным слоем катализатора при следующих условиях: диапазон температур – 340–440 ºC с шагом 20 ºC, давление водорода – 1,0 МПа, ОСПС – 2–6 ч–1, соотношение Н2:сырье – 1200 нл/л. Полученные катализаторы Pt/MOR:ГНТ/Al2O3, Pt/MOR+ГНТ/Al2O3 и Pt/MOR/Al2O3 обладают достаточно высокой кислотностью что позволяет сделать вывод об их потенциально высокой активности в изомеризации нефтехимического ароматического сырья. Наличие в составе образцов синтезированных катализаторов платины позволяет использовать сырье, в состав которого входит этилбензол, с последующим его превращением по маршруту «гидрирование-изомеризация-дегидрирование» в ксилолы. Установлено, что с увеличением ОСПС конверсия этилбензола снижается, при ОСПС = 6 (температура 400 °С и давление 1,0 Мпа) ее значение не превышает 80%, это связано с уменьшением времени контакта между катализатором и сырьем. При аналогичных температурных значениях, но ОСПС = 2 конверсия этилбензола достигает 90%. Наличие в жидких продуктах изомеризации нафтеновых соединений, в первую очередь, этилциклогексана, свидетельствует о протекании реакции гидрирования этилбензола. Установлено, что в присутствии всех трех катализаторов в результате реакции диспропорционирования образуются изомеры триметилбензола – преимущественно, 1,2,4-триметилбензол, что свидетельствует о протекании процесса изомеризации протекает не только по мономолекулярному механизму 1,2-метильного сдвига, но и по бимолекулярному маршруту. Все катализаторы продемонстрировали высокую активность в процессе изомеризации, снижение конверсии по этилбензолу и концентрации по п-ксилолу не превысило 1% по истечению 50 часов. За весь срок реализации проекта были выполнены все поставленные задачи и достигнуты запланированные результаты. В данной работе впервые синтезирован цеолиты ZSM-5 и MOR с использованием галлуазитных нанотрубок выступающих одновременно в качестве прекурсора алюминия и кремния, а также тамплата для введения мезо-каналов в состав цеолита/композита. На основе полученных материалов приготовлены Pt-содержащие катализаторы, характеризующиеся бимодальным распределением пор по размерам и высокой кислотностью. Катализаторы Pt/ZSM-5+T-ГНТ/Al2O3, Pt/(ZSM-5/T-ГНТ)/Al2O3, Pt/MOR:ГНТ/Al2O3, Pt/MOR+ГНТ/Al2O3 и Pt/MOR/Al2O3 проявили высокую активность в процессе изомеризации ароматической фракции С-8. Установлено, что микро-мезопористые катализаторы обеспечивают количественное превращение этилбензола и повышенное содержание пара-изомера в смеси ксилолов. Наличие в составе носителей катализаторов микро- и мезо-пор, позволяет реализовать два маршрута изомеризации ксилолов: моно- и бимолекулярный, а входящая в его состав платина обеспечивает высокую конверсию этилбензола за счет механизма гидрирования-изомеризации-дегидрирования.