Biến tính Zirconi Oxit Sunfat hóa bằng Oxit kim loại (Al, Sn) (Me) SO4 2-/Zr1-xMe x O2 dùng làm xúc tác cho đồng phân hóa N-Hexane

Zirconi oxit sunfat hóa được biến tính bằng các oxit kim loại của Al, Sn theo tỷ lệ mol 3, 5 và 7%. Các mẫu xúc tác biến tính trên được nghiên cứu các tính chất cấu trúc và xúc tác của chúng bằng các phương pháp hóa lý hiện đại như XRD, IR, SEM và NH3 - TPD. Hoạt tính xúc tác của vật liệu được đánh giá thông qua phản ứng đồng phân hóa n-hexan ở 250o C. Các kết quả thu được cho thấy zirconi oxit sunfat hóa được biến tính có hoạt tính và độ chọn lọc sản phẩm iso-hexan cao hơn.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Biến tính Zirconi Oxit Sunfat hóa bằng Oxit kim loại (Al, Sn) (Me) SO4 2-/Zr1-xMe x O2 dùng làm xúc tác cho đồng phân hóa N-Hexane PETROVIETNAM Biến‱tính‱zirconi‱oxit‱sunfat‱hóa‱bằng‱oxit‱kim‱loại‱ (Al,‱Sn)‱(Me)‱SO42-/Zr1-xMexO2‱dùng‱làm‱xúc‱tác‱ cho‱₫ồng‱phân‱hóa‱n-hexane PGS.TS. Lê Thanh Sơn, TS. Nguyễn Thanh Bình CN. Hoàng Thị Thu Hiền, CN. Đặng Văn Long, PGS.TS. Hoa Hữu Thu Đại học Khoa học tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội ThS. Cao Thị Thu Hằng Viện Dầu khí Việt Nam Tóm tắt Zirconi oxit sunfat hóa được biến tính bằng các oxit kim loại của Al, Sn theo tỷ lệ mol 3, 5 và 7%. Các mẫu xúc tác biến tính trên được nghiên cứu các tính chất cấu trúc và xúc tác của chúng bằng các phương pháp hóa lý hiện đại như XRD, IR, SEM và NH3 - TPD. Hoạt tính xúc tác của vật liệu được đánh giá thông qua phản ứng đồng phân hóa n-hexan ở 250oC. Các kết quả thu được cho thấy zirconi oxit sunfat hóa được biến tính có hoạt tính và độ chọn lọc sản phẩm iso-hexan cao hơn. 1. Mở đầu Các axit rắn và siêu axit rắn hiện nay đang được nghiên cứu ứng dụng trong nhiều lĩnh vực của công nghiệp hóa Đồng phân hóa các n-ankan của phân đoạn naphta học. Sự hiểu biết hiện nay về các phản ứng được xúc tác gồm các n-C5 đến n-C8 trong các nhà máy lọc dầu chiếm hay cảm ứng bởi axit là một lĩnh vực cực kỳ rộng lớn từ các một vị trí rất quan trọng trong việc nâng cao chất lượng quá trình công nghiệp sản xuất chế biến các hydrocarbon xăng. Sau quá trình đồng phân hóa, người ta thu được đến các phản ứng được khống chế bởi các enzyme trong các iso-ankan có trị số octan cao. Thông thường, quá trình tế bào sống [6]. Các axit rắn và siêu axit rắn là các xúc tác isomer hóa được dùng để nâng cấp phân đoạn naphtha hữu ích trong công nghiệp lọc, hóa dầu cho các quá trình có trị số octan thấp (70 - 78) thành isomerate có trị số như ankyl hóa, đồng phân hóa, crackinh và sản xuất các octan cao hơn (85 - 90). hóa chất đặc biệt, tinh vi [6]. Sun và các cộng sự [4], [7] đã Trong phản ứng đồng phân hóa các n-ankan, trước nâng độ hoạt động của zirconi oxit sunfat hóa SO42-/ZrO2 đây, người ta hay dùng các xúc tác axit thông thường như 1,45mmol/g/h lên 2,74mmol/g/h bằng cách dùng chất H2SO4, HF, AlCl3, BF3, SbF5… Các axit này có nhược điểm kích hoạt (promoter) Al2O3 trong phản ứng đồng phân là gây độc hại và có tính ăn mòn thiết bị cao [1]. Gần đây, hóa n-C4H10, một hydrocacbon khó đồng phân nhất trong các xúc tác axit rắn dị thể, thân thiện với môi trường có các ankan nhẹ và trung bình. Guera - franco và các cộng sự khả năng thay thế các xúc tác lỏng trên rất hấp dẫn các [8] đã tổng hợp xúc tác SO42-/Al2O3- ZrO2 cho đồng phân nhà khoa học và công nghệ chế biến dầu khí do chúng có hóa n-hexan ở 250C, 1at, đạt độ chuyển hóa 18,5% thành độ hoạt động xúc tác cao, có khả năng thu hồi và tái sinh các iso ankan: 2,2-DMB, 2-MP, 2,3DMB. Ở Việt Nam trong tốt [2]. Trong số các chất xúc tác axit rắn rất khác nhau những năm gần đây cũng có một số công trình nghiên như các zeolit, sét chống, các dị đa axit thì các oxit kim cứu về siêu axit rắn SO42-/ZrO2, nhưng việc biến tính axit loại được sunfat hóa rất được quan tâm. Trong các oxit này vẫn chưa được đề cập tới [9, 10, 11]. kim loại được sunfat hóa thì zirconi oxit sunfat hóa tỏ ra là các xúc tác axit rất mạnh do độ axit siêu mạnh của chúng Từ các kết quả thực nghiệm, người ta thấy rằng tính (super - acidity) do vậy chúng có độ hoạt động xúc tác cao chất xúc tác của các chất xúc tác axit rắn kiểu oxit kim loại ở nhiệt độ thấp [3 - 6] và các khả năng sử dụng lại tốt. được sunfat hóa như zirconi sunfat hóa, phụ thuộc vào DẦU KHÍ - SỐ 2/2012 35 HÓA‱-‱CHẾ‱BIẾN‱DẦU‱KHÍ phương pháp điều chế, tác nhân kết tủa, tác nhân sunfat Các axit rắn được bảo quản trong các lọ nhám kín. Trước hóa, nhiệt độ nung, cách xử lý xúc tác và bảo quản xúc khi sử dụng làm xúc tác cho phản ứng đồng phân hóa, tác. Tuy nhiên với xúc tác zirconi oxit sunfat, chúng cũng chất rắn được hoạt hóa lại ở 550oC trong 2 giờ trong có một số nhược điểm như bị giảm độ hoạt động xúc tác dòng không khí khô. nhanh ở nhiệt độ cao và trong môi trường khử như H2S [6]. 2.2. Các phương pháp vật lý đặc trưng xúc tác Trong bài viết này chúng tôi tổng hợp hai dãy zirconi oxit sunfat hóa được biến tính bằng các oxit kim loại Phương pháp nhiễu xạ bộ ...