ДИСПРОПОРЦИОНИРОВАНИЕ ЭТИЛБЕНЗОЛА НА КАТАЛИТИЧЕСКИХ КОМПОЗИЦИЯХ, СОСТОЯЩИХ ИЗ ЦЕОЛИТА HZSM-5 И ОКСИДА НЕОДИМА
Ахмедова Н.Ф., Мамедов С.Э., Мирзалиева С.Э., Керимли Ф.Ш.
Бакинский Государственный Университет
AZ 1148, г. Баку, ул. З. Халилова, д. 23
Диалкилбензолы такие, как ксилолы, диалкилбензолы (ДЭБ) имееют три позиционных изомеров: о-, м- и п-изомеры. Пара-диэтилбензол является наиболее важным продуктом и служит сырьём для производства ионообменных смол, дивинилбензола, пластиков, а также используется в качестве десорбента для извлечения п-ксилола из смеси С8-ароматической фракции. В промышленности для производства п-ДЭБ широко используют катализаторы Фриделя-Крафтса, которые имеют существенные недостатки, связанные с коррозией оборудования и загрязнением окружающей среды. В связи с этим в последние годы эти катализаторы постепенно заменяются на более экологически безопасные катализаторы на основе цеолитов HZSM-5. В связи с этим целью предстоящей работы является синтез каталитических композиций на основе цеолита HZSM-5 с оксидом неодима.
Катализаторы готовили твёрдофазным методом путём смешения порошка цеолита HZSM-5 с корбонатом неодима в вибрационной мельнице в течение 2 ч. После чего прокаливали при 550 °С в течение 4 ч.
Опыты проводили в проточной установке с загрузкой 2 г катализатора в интервале температур 300-400 °С с объёмной скоростью подачи ЭБ 1,0 ч-1 при мольном отношении Н2/ЭБ=3:1.
В присутствии немодифицированного HZSM-5, кроме основной реакции протекают побочные реакции (деалюминирование, изомеризация, трансалкилирование) в результате которых образуются значительные количества бензола, толуола, триметилбензолов и другие более более тяжёлые ароматические углеводороды на HZSM-5. При температуре 300 °С содержание п-ДЭБ в смеси изомеров ДЭБ составляет 38,8 %. Увеличение температуры реакции до 400 °С приводит к значительному снижению п-ДЭБ (до 26,4 %). Однако модифицирование цеолита Nd2O3 существенно изменяет селективность по продуктам реакции: снижается выход побочных продуктов и возрастает селективность по п-ДЭБ. Увеличение содержания Nd2O3 в каталитической композиции до 5,0 мас.% предотвращает образование о-изомера, снижает выход побочных ароматических углеводородов до 0,12 мас.% и способствует возрастанию селективности по п-ДЭБ до 73,7 %.
В результате исследований физико-химических и текстурных свойств катализаторов было установлено, что модифицирование цеолита Nd2O3 существенно снижает плотность сильных бренстедовских кислотных центров, уменьшает объём микропор и увеличивает объём мезопор, которые играют основную роль в повышении селективности по п-ДЭБ и снижены селективности по побочным продуктам.