Исследование стабильности работы гранулированного цеолитного катализатора с иерархической структурой пор в процессе облагораживания прямогонного бензина | Вестник Томского государственного университета. Химия. 2025. № 40. DOI: 10.17223/24135542/40/3

Исследование стабильности работы гранулированного цеолитного катализатора с иерархической структурой пор в процессе облагораживания прямогонного бензина

Поиск новых способов получения цеолитных катализаторов для процессов нефтепереработки, в частности для получения качественных автомобильных бензинов, является важной научной и практической задачей. В данной работе в процессе облагораживания прямогонной бензиновой фракции нефти проведено исследование стабильности действия катализатора, полученного на основе синтезированного гранулированного цеолита типа пентасил с иерархической структурой пор. Авторами разработан способ приготовления гранулированного цеолита ZSM-5 (MFI) высокой степени кристалличности в Na-форме, основанный на кристаллизации в растворе силиката натрия предварительно сформованных гранул, содержащих заданное количество порошкообразного цеолита ZSM-5 и синтетического аморфного алюмосиликата. Показано, что пористая структура полученного таким образом цеолита ZSM-5 состоит из микро-, мезо- и макропор. Методом газовой хроматографии определен состав образующихся при переработке прямогонного бензина с использованием разработанного цеолитного катализатора газообразных и жидких (высокооктановых бензинов) продуктов реакции, а также рассчитаны выходы и октановые числа катализатов, показана динамика изменения этих характеристик в зависимости от длительности работы цеолитного катализатора. Методом синхронного термического анализа исследован состав и определено количество углеродных продуктов уплотнения, образующихся на цеолитном катализаторе в ходе проведения ресурсного испытания. Показано, что высокооктановые бензины, полученные в процессе превращения прямогонного бензина, полностью соответствуют современным нормативным требованиям на автомобильные бензины. Определена стабильность каталитического действия цеолитного катализатора в рассмотренном временном интервале его работы и показана возможность дальнейшей эксплуатации катализатора без проведения его окислительной регенерации. На основании проведенных исследований сделано заключение о высоком потенциале практического применения полученного гранулированного цеолита с иерархической пористой структурой в процессах нефтепереработки. Вклад авторов: все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Скачать электронную версию публикации

Ключевые слова

цеолит, пентасил, катализатор, бензин, углеродные отложения

Авторы

ФИО	Организация	Дополнительно	E-mail
Величкина Людмила Михайловна	Институт химии нефти Сибирского отделения Российской академии наук	доцент, кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник, заведующая лабораторией	mps@ipc.tsc.ru
Барбашин Яков Евгеньевич	Институт химии нефти Сибирского отделения Российской академии наук	научный сотрудник лаборатории каталитической переработки легких углеводородов	dmps@ipc.tsc.ru
Травкина Ольга Сергеевна	Институт нефтехимии и катализа Уфимского федерального исследовательского центра Российской академии наук	доцент, доктор химических наук, старший научный сотрудник	simchanka@mail.ru
Восмериков Александр Владимирович	Институт химии нефти Сибирского отделения Российской академии наук; Томский государственный университет	доктор химических наук, профессор, директор; заведующий кафедрой высокомолекулярных соединений и нефтехимии химического факультета	pika@ipc.tsc.ru

Всего: 4

Ссылки

Ai L., Hui D., Jiao Y., Zhou Z., Wu X-F., Li P., Huang S. Promoting effect of hierarchical zeolite on Ag catalysts for the gas-phase selective hydrogenation of a-methylacrolein // New Journal of Chemistry. 2025. Vol. 49. P. 5962-5971.

Chaipornchalerm P., Prasertsab A., Prasanseang W., Wattanakit C. Perspectives on Recent Advances in Hierarchical Zeolites for Bioethanol Conversion to Chemicals, Jet Fuels, and Carbon Nanotubes // Energy Fuels. 2024. Vol. 38 (15). P. 13612-13636.

Травкина О.С., Аглиуллин М.Р., Кутепов Б.И. Современное состояние промышлен ного производства и применения цеолитсодержащих адсорбентов и катализаторов в России // Катализ в промышленности. 2021. Т. 21, № 5. С. 297-307.

Hartmann M., Thommes M., Schwieger M. Hierarchically-Ordered Zeolites: A Critical As sessment // Advanced Materials Interfaces. 2021. V. 8 (4). P. 1-38.

Kerstens D., Smeyers B., Van Waeyenberg J., Zhang Q., Yu J., Sels B.F. State of the Art and Perspectives of Hierarchical Zeolites: Practical Overview of Synthesis Methods and Use in Catalysis. Advanced Materials. 2020. Vol. 32. Art. 2004690.

Peng P., Gao X-H., Yan Z-F., Mintova S. Diffusion and catalyst efficiency in hierarchical zeolite catalysts // National Science Review. 2020. Vol. 7 (11). P. 1726-1742.

Коробицына Л.Л., Травкина О.С., Величкина Л.М., Восмериков А.В., Кутепов Б.И. Каталитические превращения метанола и прямогонного бензина на гранулированных катализаторах с различным содержанием цеолита ZSM-5 в H-форме. Нефтехимия. 2022. Т. 62, № 3. С. 408-417.

Величкина Л.М., Коробицына Л.Л., Травкина О.С., Восмериков А.В. Превращение метана и прямогонной бензиновой фракции нефти на гранулированном цеолитном катализаторе с иерархической структурой // Известия вузов. Химия и химическая технология. 2025. Т. 68, № 8. С. 67-74.

Богдан В.И., Коклин А.Е., Казанский В.Б. Изомеризация н-пентана на Н-форме морденита в газовой фазе и в сверхкритическом состоянии // Кинетика и катализ. 2007. Т. 48, № 6. С. 841-845.