Активация алюмосиликатного катализатора трошковской глиной
Активность алюмосиликатных катализаторов наряду с содержанием цеолита NaY определяется содержанием оксида алюминия в аморфной матрице [1, 2]. При совместном осаждении гидроксида алюминия и кремниевой кислоты происходит образование алюмокремнегеля с содержанием оксида алюминия в матрице 10-12 %. Аморфная матрица обеспечивает максимальную активность и термическую стабильность цеолита при содержании в ней 30-40 % оксида алюминия. Увеличение содержания оксида алюминия в матрице от 12 до 30 % достигается добавлением природной глины - каолина. Однако введение каолина существенно понижает прочность катализатора [3]. Поэтому определенный интерес представляет испытание в качестве активатора глины, обладающей связующими свойствами и минимальным содержанием оксида железа, который вызывает образование газообразных продуктов крекинга. К глинам такого типа относится каолинитовая глина Трошковского месторождения, которая использовалась как связующий материал при грануляции цеолита NaY и NaX на Ишимбайском специализированном химическом заводе катализаторов. Средний состав глины в сухом состоянии приведен в табл. 1.
Таблица 1.
Наименование |
Состав, % масс |
Глина каолиновая Трошковского месторождения Сорт ТР-1 ТУ 14-74-73 |
SiO2 - 50,5-51,2 Al2O3 - 33,4-40,8 Fe2O3 - 0,3-0,6 CaO - 1,33-2,70 MgO - 1,25-2,80 ППП - 10,0 |
ППП - потери при прокаливании
Катализаторы готовили на основе промышленного шарикового алюмокремнегеля с катализаторного производства ОАО Салаватнефтеоргсинтез.
Методика исследований
Трошковскую глину сушили при 1200 С в течение 6 часов, измельчали в фарфоровой ступке и отбирали ситовым способом фракцию менее 0,25 мм. В глину предварительно вводили 12 % цеолита NaY в редкоземельной форме в виде водной суспензии. Шарики сырого алюмокремнегеля отделяли от раствора на сите 2-3 мм и подсушивали на фильтровальной бумаге в течение 5 часов при комнатной температуре. Подсушенные шарики гидрогеля измельчали в фарфоровой ступке. Измельченную массу переносили в фарфоровую чашку с глиной и тщательно перемешивали. Полученную массу формовали в виде цилиндриков диаметром 9 мм и высотой 8-9 мм с помощью специального шприца. Цилиндрики сушили на воздухе при комнатной температуре в течение суток, в сушильном шкафу при 1200 С в течение 6 часов, прокаливали в стандартных условиях (4500 С - 6 часов, 6500 С - 4 часа [4]), прочность катализатора определяли по стандартной методике на приборе ПК-1. Также по стандартной методике определяли кажущуюся и насыпную плотности и удельный объем пор катализатора. Активность синтезированных катализаторов определяли на стандартной установке проточного типа [4] по выходу бензина, с пределами кипения НК - 2000 С. Выход бензина определяется перегонкой из колбы с дефлегматором на стандартной установке [4]. Условия крекинга сырья и перегонки жидких продуктов крекинга стандартизованы.
Активность катализатора рассчитывали по формуле:
, % масс,
где: m - масса бензина с пределами кипения НК - 2000 С, г; - плотность сырья при комнатной температуре, г/см3; V - объем пропущенного сырья, см3.
Результаты и их обсуждение
Результаты исследования влияния добавок трошковской глины на активность, пористость и физико-механические свойства катализатора приведены в табл. 2.
Таблица 2.
Содержание глины, % масс |
Активность по диз-ой фракции, % |
Прочность, кг/мм2 |
Кажущаяся плотность, г/см3 |
Насыпная плотность, г/см3 |
Удельный объем пор, см3/г |
0 |
26,8 |
0,43 |
0,80 |
0,56 |
0,73 |
1 |
27,0 |
0,51 |
0,82 |
0,57 |
0,71 |
2 |
29,0 |
0,74 |
0,83 |
0,58 |
0,70 |
4 |
32,0 |
0,80 |
0,84 |
0,58 |
0,69 |
6 |
34,4 |
0,86 |
0,85 |
0,58 |
0,67 |
8 |
37,0 |
0,90 |
0,87 |
0,58 |
0,61 |
10 |
34,4 |
0,98 |
0,92 |
0,58 |
0,60 |
14 |
32,0 |
1,14 |
0,95 |
0,59 |
0,57 |
20 |
29,1 |
1,20 |
0,99 |
0,60 |
0,53 |
60 |
29,0 |
3,35 |
1,13 |
0,65 |
0,41 |
80 |
27,8 |
4,64 |
1,27 |
0,74 |
0,31 |
98 |
26,3 |
6,36 |
1,51 |
0,92 |
0,20 |