Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu, tổng hợp xúc tác Pt/Montmorillonite được chống bởi ZrO2/SO42- và ứng dụng của xúc tác trong phản ứng isome hoá phân đoạn naphta nhẹ

Mục đích nghiên cứu của đề tài là tổng hợp đặc trưng xúc tác Pt/ Montmorillonite được chống bởi ZrO2/SO42- ứng dụng làm xúc tác cho quá trình isome hóa n-parafin. Luận văn có cấu trúc gồm 3 chương, mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu, tổng hợp xúc tác Pt/Montmorillonite được chống bởi ZrO2/SO42- và ứng dụng của xúc tác trong phản ứng isome hoá phân đoạn naphta nhẹ BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI --------------------------------- LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NGHIÊN CỨU, TỔNG HỢP XÚC TÁCPT/MONTMORILLONITE ĐƯỢC CHỐNG BỞI ZrO2/SO42- VÀ ỨNG DỤNG TRONG PHẢN ỨNG ISOME HÓA PHÂN ĐOẠN NAPHTA NHẸ NGÀNH: CÔNG NGHỆ HÓA HỌC MÃ SỐ: DƯƠNG VIẾT CƯỜNG Người hướng dẫn khoa học: GS.TS ĐÀO VĂN TƯỜNG HÀ NỘI 2009 LỜI CẢM ƠN Tác giả xin chân thành gửi lời cảm ơn tới thầy giáo GS.TS. Đào VănTường, người đã trực tiếp giao và hướng dẫn thực hiện đề tài. Tác giảcũng xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cô Bộ môn Công nghệ Hữu cơ- HoáDầu - Khoa Công nghệ Hoá Học, Trường ĐHBKHN. Xin chân thành cảmơn sự giúp đỡ của TS. Phạm Xuân Núi đã giúp đỡ tác giả trong quá trìnhlàm thí nghiệm. Tác giả cũng xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của cácthầy cô giáo Bộ môn Lọc – Hóa dầu, Trường đại học Mỏ - Địa chất, bạnbè, đồng nghiệp, gia đình đã tận tình giúp đỡ động viên tác giả trong quátrình thực hiện đề tài. Hà Nội, ngày 2 tháng 9 năm 2009 Tác giả Dương Viết Cường LỜI MỞ ĐẦU Dầu mỏ và khí tự nhiên là tài nguyên chiến lược dần giữ vai trò quantrọng trong mọi hoạt động kinh tế và cuộc sống của con người. Chúng có ảnhhưởng mạnh mẽ đến nền kinh tế, chính trị và xã hội. Trong vài thập kỷ gầnđây, ở nước ta ngành khai thác và chế biến dầu khí không ngừng phát triển,trở thành một ngành công nghiệp mũi nhọn. Theo đánh giá của các chuyêngia, trữ lượng khí tự nhiên của Việt Nam còn khá lớn và chủ yếu tập trung ởbốn bể là: Bể sông Hồng, Nam Côn Sơn, Bể Cửu Long, Bể thềm Tây Namvới tổng trữ lượng khí khoảng 1.500 tỷ m3 khí. Nguồn khí khai thác được mớichỉ được sử dụng vào việc phục vụ ngành điện, đạm, công nghiệp và mộtphần được chế biến sâu nhằm thu được các sản phẩm lỏng có giá trị kinh tếcao hơn. Ngoài LPG, Bupro, khí khô thì Condensat là hợp phần mà quá trìnhchế biến khí mong muốn. Condensat có hợp phần chủ yếu là nC5 – nC6, làthành phần quan trọng trong việc pha chế xăng thương phẩm. Tuy nhiên,condensat có trị số octan (ON, RON) thấp, vì vậy vấn đề đặt ra cho các nhàkhoa học hiện nay là phải chuyển hoá nguồn nguyên liệu này thành các sảnphẩm hoá học có giá trị cao hơn. Để nâng cao trị số ON của xăng người ta tiến hành pha chế các loại phụgia tăng trị số ON. Các phụ gia được sử dụng nhiều chủ yếu là các hợp chấtdạng oxigenat như: TBA(tert-butyl ancol), MTBE(metyl tert-butyl ete),TAME(tert-amyl metyl ete) và methanol, etanol. Khi thêm các phụ gia này trịsố ON của xăng tăng đáng kể, đáp ứng được hầu hết yêu cầu của các loạiđộng cơ nhưng lại có nhược điểm là giá thành đắt. Do đó, việc lựa chọn cáccấu tử thay thế vừa đáp ứng đòi hỏi về chỉ số octan mà lại thoả mãn các chỉtiêu kinh tế được nhiều người quan tâm nghiên cứu. Trong xu hướng đó, quátrình đồng phân hoá các hidrocacbon no mạch thẳng C5-C7 của phân đoạnNaphta rất được chú ý. Đã có nhiều công trình nghiên cứu chuyển hoá các n-prafin thànhiosoprafin. Xúc tác cho quá trình này là những xúc tác mang tính axit để thúcđẩy quá trình hình thành cacboncation. Việc nghiên cứu tổng hợp ra đượcnhững loại xúc tác có nhiều ưu việt, hoạt tính và độ bền cao mà lại có thể gópphần vào việc giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường đang là mối quan tâmcủa các nhà khoa học. Cho đến nay xúc tác dùng cho các quá trình isome hóa, cracking, alkylhóa… đã trải qua nhiều thế hệ đồng thể và dị thể khác nhau. Trong đó xúc tácdị thể ngày càng được quan tâm nhiều hơn vì chúng có nhiều khả năng ưu việthơn xúc tác đồng thể. Xúc tác trên cơ sở axit rắn với các tâm axit Bronsted vàtâm axit Lewis có những thuận lợi như không ăn mòn thiết bị, không gây độchại cho môi trường và dễ dàng phân tách các sản phẩm. Trải qua 4 thập kỉ, cótrên 300 loại xúc tác axit rắn và bazơ rắn đã được phát triển [89]. Đặc biệt, sựcó mặt của xúc tác zeolit có ý nghĩa vô cùng quan trọng trong ngành côngnghiệp và đã được đưa vào sử dụng. Trong trường hợp xúc tác lưỡng chứctrên cơ sở axit có một vài xúc tác zeolit đã được thương mại hóa cho hiệu quảkinh tế cao. Tuy nhiên do kích thước mao quản của zeolit nhỏ nên vật liệu nàybị hạn chế đối với các phân tử có kích thước lớn hơn như các polyxycloankan, các hydrocacbon đơn, đa nhân thơm là những hợp phần của phân đoạnnặng trong dầu thô. Do đó xu hướng tìm những hệ xúc tác có kích thước maoquản lớn hơn để phù hợp cho sự chế biến các phân đoạn nặng và vì vậy màvật liệu mao quản trung bình đã ra đời điển hình như M41S, MSU, SBA-15,SBA-16, MCM - 41 rồi tới các superaxit rắn như ZrO2/SO42-, TiO2/SO42-,Fe2O3/SO42-… hiện nay cũng đang được các nhà khoa học quan tâm vì khảnăng ứng dụng cho nhiều quá trình isome hóa, ankyl hóa, ete hóa … Trong những năm gần đây, các nhà khoa học trên thế giới có xu hướngnghiên cứu các loại xúc tác có nguồn gốc từ sét khoáng vừa giá thành rẻ, màbiến tính của nó có thể cho hoạt tính xúc tác cao hơn các loại xúc tác trướcđây. Chúng là loại xúc tác rắn vừa có tâm axit Bronsted vừa có tâm axitLewis, sét được chống bởi các chất vô cơ cũng như hữu cơ thông qua việctrao đổi ion làm tăng khoảng cách giữa các lớp sét cho phép các phân tử cồngkềnh đi vào không gian giữa các lớp vì thế sét chống có nhiều ứng dụng trongmôi trường như hấp phụ các kim loại năng như asen, cađimi, crom, coban,đồng, sắt, chì, mangan… rồi làm xúc tác cho quá trình oxy hóa sâu benzene,phenol, aniline… ngoài ra nó còn được sử dụng làm chất mang cho xúc táccủa các quá trình như cracking cumen [52], n-heptan [83], alkyl hóa cáchydrocacbon thơm, iso ...