Алюмооксидный носитель для катализатора низкотемпературной изомеризации углеводородов

Цели. Определение условий получения гранулированного η-Al₂O₃ -носителя, исследование его структурно-прочностных свойств и оценка активности в модельном процессе изомеризации н-бутана.

Методы. Образцы, содержащие тригидроксид алюминия байеритной структуры, синтезированы осаждением из водных растворов нитрата алюминия аммиаком в изотермических условиях при постоянном значении рН. Экструзионным методом получены образцы гранулированного носителя при варьировании состава формовочных паст: соотношения количеств байерит- и η-Al₂О₃ -содержащих компонентов и введения поливинилового спирта.

Результаты. Оценено влияние условий приготовления на структурно-прочностные свойства гранул активного Al₂О₃. Образцы алюмооксидного носителя испытаны в модельной реакции низкотемпературной изомеризации н-бутана, показана их достаточно высокая селективность и перспективность при получении катализаторов низкотемпературной изомеризации углеводородов.

Выводы. Увеличение содержания поливинилового спирта в формовочной пасте от 0.4 до 1.8 масс. % сопровождается смещением преобладающих размеров мезопор в интервале 10–50 нм и пор в интервале 50–80 нм в большую сторону, что объясняет высокие значения всех регистрируемых показателей процесса изомеризации н-бутана.

1. Valavarasu G., Sairam B. Light Naphta Isomerization Process: A Review. Petrol. Sci. Technol. 2013;31(6):580-595. https://doi.org/10.1080/10916466.2010.504931

2. Боруцкий П.Н. Каталитическиепроцессы получения углеводородов разветвленного строения. СПб.: НПО «Профессионал»; 2010. 724 с.

3. Ono Y. A survey of the mechanism in catalytic isomerization of alkanes. Catal. Today. 2003; 81(1):3-16. https://doi.org/10.1016/S0920-5861(03)00097-X

4. Smolikov M., Dzhikiya O., Zatolokina E., Kiryanov D., Belyi A. Isomerization of n-hexane over bifunctional Pt/SO 4 /ZrO 2 catalysts. Petrol. Chem. 2009;49(473):473-480. https://doi.org/10.1134/S096554410906005X

5. Ясакова Е.А., Ситдикова А.В., Ахметов А.Ф. Тенденции развития процесса изомеризации в России и за рубежом. Электронный научный журнал Нефтегазовое дело. 2010;1:1-19. URL: http://ogbus.ru/files/ogbus/authors/Yasakova/Yasakova_1.pdf

6. Sousa B.V., Brito K.D., Alves J.J.N., Rodrigues M.G.F., Yoshioka C.M.N., Caardoso D. n-Hexane Isomerization on Pt/HMOR: Effect of Platinum Content. Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis. 2011;102(2):473-485. https://doi.org/10.1007/s11144-010-0273-0

7. Hidalgo J.M., Zbuzek M., Černý R., Jíša P. Current uses and trends in catalytic isomerization, alkylation and etherification processes to improve gasoline quality. Cent. Eur. J. Chem. 2014;12(1):1-13. https://doi.org/10.2478/s11532-013-0365-6

8. Боруцкий П.Н., Подкетнова Н.М. Каталитические процессы изомеризации и дегидрирования углеводородов для производства изокомпонентов бензинов. Катализ в промышленности. 2003;2:86-88.

9. Иванова А.С. Оксид алюминия: применение, способы получения, структура и кислотно-основные свойства. Промышленный катализ в лекциях. 2009;8:7-61.

10. Чукин Г.Д. Строение оксида алюминия и катализаторов гидрообессеривания. Механизмы реакций. М.: Принта; 2012. 288 с. ISBN 5-93969-036-X

11. Kinyakin A.S., Glushachenkova E.A., Borutskii P.N., Shuvalov A.S., Pisarenko Yu.A. Kinetics of the lowtemperature isomerization of n-hexane on the NIP-3A catalyst in an isothermal flow reactor. Theor. Found. Chem. Eng. 2008;42(6):815-821. https://doi.org/10.1134/S0040579508060031

12. Селиверстова М.Б., Власов Е.А., Дерюжкина В.И. Исследование реологических свойств пептизированных паст гидроокиси алюминия. Журн. Прикладной Химии. 1981;54(1):2307-2310.

13. Ильин А.П., Прокофьев В.Ю. Физико-химическая механика в технологии катализаторов и сорбентов: Монография. Иваново: Ивановский государственный химико-технологический университет; 2004. 315 с. ISBN 5-9616-0049-1

14. Тагандурдыева Н., Бурлуцкая Л.П. Разработка метода синтеза байеритсодержащего носителя катализатора изомеризации углеводородов. Инновационные материалы и технологии в дизайне: тезисы докладов IV Всероссийской научно-практической конференции с участием молодых ученых, 22, 23 марта 2018 г. 2018; 17-18.

15. Нечипоренко А.П., Кудряшова А.И., Кольцов С.И. Способ определения кислотности поверхности твердых веществ: SU 1377709 А1 А.с. СССР. Заявка № 4036187; заявл. 10.03.1986; опубл. 29.02.1988; Бюл. № 8.

16. Грег С., Синг К. Адсорбция. Удельная поверхность. Пористость. 2-е изд. М.: МИР; 1984. 306 с.

17. Мухленов И.П. Исследование механической прочности катализаторов. Л.: ЛТИ им. Ленсовета; 1981. 27 с.

18. Дерюжкина В. И. Методы исследования пористой структуры катализаторов. Л.: ЛТИ им. Ленсовета; 1981. 27 с.

19. Боруцкий П.Н. Сальников В.А., Никульшин П.А., Александрова Ю.В., Кузичкин Н.В. Конверсия н-бутана – метод тестирования твердокислотных катализаторов и их носителей для процессов нефтепереработки. СПб.: СПбГТИ(ТУ); 2017. 94 с.

20. Busca G. Structural, Surface, and Catalytic Properties of Aluminas. Adv. Catal. 2014;57(3):319-404. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-800127-1.00003-5