Катализаторы крекинга. Разновидности, состав, каталитические и физические свойства, марки. Природа их каталитической активности.
Применяются синтетические аморфные алюмосиликаты и цеолитнаполненные алюмосиликаты в виде стекловидных шариков 2-5 мм или в виде микросферических частиц (10-150 мкм). Готовят аморфные алюмосликатные кат. из силиката натрия и р-ра сернокислотного алюминия (nAl2O3*mSiO2*xH2O). Цеолитнаполненные кат. представляют собой: активная фаза/носитель. Акт.фаза- цеолиты типа X или Y(10-20%). Носитель- аморфный алюмосиликат. Наиболее высокой активностью обладают цеолиты в редкоземельной форме типа Y.
Требования к катализаторам:
Д.б. активными (max выход целевых продуктов). Активность оценивается индексом активности (ИА). Под ИА понимается выход бензина при крекинге.
Д.б. стабильным. Стабильность- изменение активности во времени. Стабильность оценивается индексом стабильности(ИС) – индекс активности катализатора после его 6и часовой термопарообработки.
Селективность катализатора (С)– характеризует способность его обеспечивать мах выход целевых продуктов при min выходе побочных. С=Бензин/Глубина превращения; С=Б+ЛГ/ Глубина превращения; Глубина превращения=Г+Б+ЛГ+Кокс=100-ТГ
Д.б термостабильным, обладать высокой механической прочностью.
Природа активности:
Активность катализаторов КК объясняется наличием на их поверхности кислотных центров двух типов:
протонных(Бренстеда) и апротонных (Льюиса).
Кислота Бренстеда – в-во способное отдать протон.
Образование Бренстедовского центра на поверхности алюмосиликата объясняется внедрением на стадии
приготовления катализатора атома Al в структуру Si2O5
т.к. Al имеет валентность на 1 меньше чем Si, на нем возникает отрицатальный заряд который компенсируется положительным зарядом протона. Кислота Льюиса- кислота способная принять
пару электронов. Апротонными кислотным активным центром является координационно ненасыщенный атом Al. Для идентификации центров применяют ИК-спектры
адсорбированных азотистых оснований.
Кислотные АЦ различают по силе: слабые, средние, сильные. Повышенная активность цеолитов объясняется большей силой кислотных АЦ и большим их удельным содержанием на ед.поверхности.
Марки: Цеокар-10, КМЦР-98, Люкс.
9. Природа каталитической активности катализаторов крекинга. Пути образования ионов карбения из различных углеводородов.
Природа активности:
Активность катализаторов КК объясняется наличием на их поверхности кислотных центров двух типов: протонных(Бренстеда) и апротонных (Льюиса). Кислота Бренстеда – в-во способное отдать протон. Образование Бренстедовского центра на поверхности алюмосиликата объясняется внедрением на стадии приготовления катализатора атома Al в структуру Si2O5 т.к. Al имеет валентность на 1 меньше чем Si, на нем возникает отрицатальный заряд который компенсируется положительным зарядом протона. Кислота Льюиса- кислота способная принять пару электронов. Апротонными кислотным активным центром является координационно ненасыщенный атом Al. Для идентификации центров применяют ИК-спектры адсорбированных азотистых оснований.
Кислотные АЦ различают по силе: слабые, средние, сильные. Повышенная активность цеолитов объясняется большей силой кислотных АЦ и большим их удельным содержанием на ед.поверхности.
Марки: Цеокар-10, КМЦР-98, Люкс.
Образование ионов карбения из различных углеводородов:
Ионы карбения (карбокатионы) — это частицы с недостатком электронов, содержащие положительно заряженный атом углерода (CnH2n+1+).
Ионы карбения из олефинов и ароматических углеводородов образуются путем присоединения к ним протона при взаимодействии их с протонными кислотными активными центрами:
Из насыщенных углеводородов ионы карбения образуются путем отрыва от молекулы гидрид-иона (Н:) при взаимодействии их с апротонными кислотными активными центрами:
Образование карбениевых ионов из насыщенных углеводородов возможно и следующим образом:
Ионы карбения в свободном виде не существуют, а находятся на поверхности катализатора в связанном с ней электростатическими силами состоянии.