Phản ứng hydroisome hóa n-hexan trên xúc tác Pt/H-Mordenit tách nhôm (dealumination)

Trong nghiên cứu này, tác giả tiến hành deAl của mẫu H-mordenit Si/Al = 5, ở các điều kiện nhiệt độ khác nhau (từ 4000C đến 7000 C), áp suất hơi nước như nhau. Với các mẫu thu được sau deAl, Al ngoài mạng được rửa (tách khỏi bề mặt zeolite) bằng axit HCl. Các xúc tác Pt/HMD được điều chề bằng cách tẩm Pt (0,5%) lên các mẫu mordenit deAl (HMD). Để tìm ra các điều kiện tối ưu cho phản ứng này, tác giả thay đổi một số thông số của phản ứng như: nhiệt độ, 8 tỷ lệ H2/HC (HC: hidrocacbon), lưu lượng dòng khí mang... Từ kết quả thu được của phản ứng trên và kết hợp với một số đặc trưng phổ: IR, XRD, tác giả rút ra các điều kiện tối ưu cho quá trình deAl và cho phản ứng.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phản ứng hydroisome hóa n-hexan trên xúc tác Pt/H-Mordenit tách nhôm (dealumination) T¹p chÝ Hãa häc, T. 41, sè 4, Tr. 7 - 15, 2003 Ph¶n øng hydroisome hãa n-hexan trªn xóc t¸c Pt/H-Mordenit t¸ch nh«m (dealumination) §Õn Tßa so¹n 28-6-2002 NguyÔn V¨n T©n, Vò Anh TuÊn, §Æng TuyÕt Ph ¬ng, NguyÔn H÷u Phó ViÖn Hãa häc, Trung t©m Khoa häc tù nhiªn v, C«ng nghÖ Quèc gia SUMARY Dealumination by steaming is a method to increase Si/Al ratio of zeolite and change some properties such as: porosity, acidity, surface area of zeolite. In this study, mordenite with Si/Al ratio of 5 was dealuminated by steaming at different temperatures. Dealuminated mordenite samples were characterized by XRD, IR and NH3-TPD. n-hexane hydroisomerization over Pt/dealuminated mordenite samples was carried out in alternated conditions to optimize reaction parameters. The optimal reaction conditions were found: temperature 2700C, WHSV of 0.9 h-1, H2/n-hexane ratio of 8.2 (mol/mol), Pt on mordenite dealuminated at 500oC exhibited the highest performance (yield of 40.7%, i/n-alkane selectivity of 90%). I - Më ®Çu Mordenit l zeolit cã tû sè Si/Al (5 - 10) kh«ng cao, nh(ng cã kÝch th(íc mao qu¶n lín Hydroisome hãa l qu¸ tr×nh chuyÓn hãa (6,5×7A0), cã hÖ thèng kªnh kh«ng gian 3 chiÒu. c¸c hi®rocacbon m¹ch th¼ng th nh c¸c hi®ro- §Ó l m t¨ng tû sè Si/Al trong mordenit, ng(êi ta cabon m¹ch nh¸nh, l m t¨ng chÊt l(îng x¨ng dÇu tiÕn h nh qu¸ tr×nh deAl b»ng h¬i n(íc ë nhiÖt (t¨ng chØ sè octan). §©y l quy tr×nh míi t¨ng chØ ®é cao (kho¶ng 5000C). Qu¸ tr×nh n y sÏ l m sè octan m kh«ng cÇn ®(a thªm chÊt phô gia g©y gi¶m h m l(îng Al trong « m¹ng c¬ cë v t¨ng ®éc h¹i nh( MTBE, hiÖn nay ®ang ®(îc ¸p dông ho¹t tÝnh xóc t¸c. Tuy nhiªn, xö lý Al b»ng h¬i trong c¸c nh m¸y läc dÇu hiÖn ®¹i. Xóc t¸c cho n(íc còng cã thÓ l m thay ®æi cÊu tróc cña qu¸ tr×nh n y l xóc t¸c l(ìng chøc n¨ng Pt/H- zeolit, thËm chÝ l m ph¸ vì mét phÇn cÊu tróc mordenit. Tuy nhiªn, mét sè th«ng b¸o míi d©y tinh thÓ cña zeolit nÕu ®iÒu kiÖn deAl qu¸ kh¾c cho thÊy xóc t¸c Pt/mordenit ®(îc lo¹i nh«m nghiÖt (nhiÖt ®é cao, ¸p suÊt h¬i n(íc lín). b»ng ph(¬ng ph¸p hãa häc (xö lý b»ng axit) cho Trong nghiªn cøu n y, chóng t«i tiÕn h nh ho¹t tÝnh v ®é chän läc cao h¬n. deAl cña mÉu H-mordenit Si/Al = 5, ë c¸c ®iÒu T¸ch nh«m (dealumination, deAl) b»ng h¬i kiÖn nhiÖt ®é kh¸c nhau (tõ 4000 C ®Õn 7000C), ¸p n(íc ®Ó t¨ng tØ sè Si/Al cña zeolit l ph(¬ng suÊt h¬i n(íc nh( nhau. Víi c¸c mÉu thu ®(îc ph¸p phæ biÕn nhÊt ®(îc ¸p dông trong c«ng sau deAl, Al ngo i m¹ng ®(îc röa (t¸ch khái bÒ nghiÖp [1, 2] ®Ó c¶i thiÖn tÝnh chÊt xóc t¸c cña mÆt zeolite) b»ng axit HCl. C¸c xóc t¸c Pt/HMD zeolit. Sau khi ®(îc xö lý, ®é bÒn nhiÖt cña ®(îc ®iÒu chÒ b»ng c¸ch tÈm Pt (0,5%) lªn c¸c zeolit ®(îc t¨ng lªn, c¸c ®Æc tr(ng xóc t¸c nh(: mÉu mordenit deAl (HMD) [5]. §Ó t×m ra c¸c sè t©m, lo¹i t©m, lùc v mËt ®é t©m axit... sÏ ®iÒu kiÖn tèi (u cho ph¶n øng n y, chóng t«i thay thay ®æi [3, 4, 6]. ®æi mét sè th«ng sè cña ph¶n øng nh(: nhiÖt ®é, 7 tû lÖ H2/HC (HC: hidrocacbon), l(u l(îng dßng Nguån Pt ®Ó tÈm lªn HMD l dung dÞch khÝ mang... Tõ kÕt qu¶ thu ®(îc cña ph¶n øng Pt(NH3)4(OH)2. Cho dung dich Pt2+ v o xóc t¸c trªn v kÕt hîp víi mét sè ®Æc tr(ng phæ: IR, t¹o bét nhxo, khuÊy ®Òu ®¶m b¶o Pt ph©n t¸n XRD, chóng t«i rót ra c¸c ®iÒu kiÖn tèi (u cho ®Òu trªn bÒ mÆt zeolit, tr¸nh hiÖn t(îng co côm, qu¸ tr×nh deAl v cho ph¶n øng hydroisome hãa sau ®ã ®Ó kh« tù nhiªn qua ®ªm, sÊy ë 1000C n-hexan trªn xóc t¸c Pt/HMD. trong 3 h, nung trong lß nung víi tèc ®é n©ng nhiÖt 40C/phót ë 5500C qua ®ªm, xóc t¸c ®x tÈm Pt ®(îc gäi l Pt/HMD. II - Thùc nghiÖm Qu¸ tr×nh khö Pt/HDM trong ®ßng H2 ®(îc Mordenit tæng hîp t¹i Phßng Hãa lý - BÒ mÆt, tiÕn h nh nh( sau: nhiÖt ®é cña xóc t¸c trong cã tû sè Si/Al = 5, ®(îc trao ®æi víi dung dÞch reactor ph¶n øng ®(îc n©ng tõ nhiÖt ®é phßng NH4 Cl 1M 3 lÇn (tû lÖ 1 g / 100 ml dung dÞch), ®Õn 3000C trong dßng N2, tèc ®é n©ng nhiÖt qu¸ tr×nh trao ®æi x¶y ra ë 900C v ®(îc khuÊy 50C/phót, gi÷ ë 3000C trong 30 phót. TiÕp tôc liªn tôc. Sau 3 lÇn trao ®æi, mordenit ®(îc röa n©ng nhiÖt ®é ®Õn 5000C, tèc ®é n©ng nhiÖt s¹ch ion Cl-, sÊy ë 1000C trong 3 h, nung qua ®ªm 1,50C/phót, trong dßng H2 tèc ®é dßng 2 ...