CC BY
500
УДК 544.473:549.67; 547.3
СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КАТАЛИТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ ЦЕОЛИТА ZSM-5
© Д. А. Шавалеев1, О. С. Травкина2, И. Е. Алехина3*, А. С. Эрштейн1, Р. А. Басимова4, М. Л. Павлов4
1ОАО «Салаватнефтехимпроект» Россия, Республика Башкортостан, 453259 г. Салават, ул. Гагарина, 8.
2Институт нефтехимии и катализа РАН Россия, Республика Башкортостан, 450075 г. Уфа, пр. Октября, 141.
3Башкирский государственный университет Россия, Республика Башкортостан, 450076 г. Уфа, ул. Заки Валиди, 32.
4ООО «Научно-технический центр Салаватнефтеоргсинтез» Россия, Республика Башкортостан, 453256 г. Салават, ул. Молодогвардейцев, 30.
*Етай: alekhinaie@list.ru
Смешением производимых в ООО «Ишимбайский специализированный химический завод катализаторов» цеолита ZSM—5 @Ю2/АЪ0з=30) и псевдобемита с последующей формовкой методом экструзии, сушки и прокалки при 640—650 °С в атмосфере воздуха в течение 4—6 часов приготовлены гранулированные каталитические системы, содержащие 70 и 50% мас. кристаллического алюмосиликата. Методами рентгенофлуоресцентного и рентгенострук-турного анализа, ИК спектроскопии, сканирующей электронной микроскопии, адсорбционных измерений, ртутной порометрии изучены химический и фазовый составы, характеристики пористой структуры, а также адсорбционные и кислотные свойства синтезированных образцов.
Ключевые слова: катализатор, алюмосиликаты, цеолиты, пористая структура, фазовый состав.
Введение
Стирол является одним из важнейших мономеров для синтеза полимерных материалов. Его, в основном, производят дегидрированием этилбензо-ла. С конца 1940-х гг. этилбензол получали в процессе алкилирования бензола этиленом по реакции Фриделя-Крафтца с использованием катализаторов на основе хлорида алюминия [1—3]. В течение последних 30 лет разработаны и с успехом эксплуатируются в промышленности установки газофазного алкилирования бензола этиленом в этилбензол (ЭБ) в присутствии цеолитсодержащих катализаторов. В настоящее время на таких установках получают более 60% всего ЭБ [1—3]. Преимущества получения ЭБ на цеолитных катализаторах, по сравнению с традиционным алкилированием по Фриделю— Крафтцу, заключаются в более низких инвестиционных и эксплуатационных расходах для реализации процесса, отсутствии коррозионно-агрессивной среды и необходимости утилизации стоков, а также высоком выходе ЭБ и полной регенерируемости катализатора.
Гетерогенные катализаторы алкилирования бензола этиленом в этилбензол представляют собой твердые пористые многокомпонентные материалы: 1) активный компонент цеолиты различного структурного типа, 2) матрицу (связующее), 3) вспомогательные активные вещества и неактивные добавки [4—12].
В качестве активного компонента используют цеолиты Y, морденит, ZSM-5 и ZSM-12 в Н-форме,
для которых характерны сильные кислотные центры [4-12].
Матрица может состоять из А1203, SiO2, аморфного алюмосиликата или смеси этих веществ. Условия получения (температура, рН раствора, время, а также количество вводимых добавок) определяют физико-химические и каталитические свойства матрицы.
После смешения всех компонентов из полученной массы (суспензии, пасты) различными способами формируют гранулы (микросферы, таблетки, экс-трудаты) определенного размера; после этого проводят их термическую обработку (сушку и прокаливание). В некоторых случаях цеолитный катализатор подвергают дальнейшему модифицированию.
Для использования в промышленных реакторах цеолитные катализаторы должны обладать высокими физико-механическими характеристиками прочностью на раздавливание и износоустойчивость. Высокие механические характеристики уменьшают потери катализатора при загрузке, выгрузке и регенерации катализатора, позволяют работать при высоких объемных скоростях сырьевых потоков, что в итоге увеличивает производительность реактора. Обычно содержание цеолита в катализаторах составляет от 60 до 80 % мас.
В ОАО «Газпром нефтехим Салават» реализована технология производства этилбензола алкили-рованием бензола этиленом на цеолитсодержащем катализаторе. Из-за отсутствия отечественных промышленных катализаторов в ОАО «Салаватнеф-
теоргсинтез» применяют импортный катализатор, поэтому актуальны исследования, направленные на создание отечественного катализатора для указанного выше процесса.
Экспериментальная часть
Для синтеза гранулированных катализаторов использовали цеолит ZSM-5 с модулем около 30.0 в ^-форме, синтезированный в ООО «Ишимбайский специализированный химический завод катализаторов» (г. Ишимбай) с использованием в качестве темплата гексаметилендиамина (МН2(СН2)бМН2). Н-форму цеолита ZSM-5 готовили ионным обменом в водном растворе нитрата аммония при Т = 80—90° С, соотношении катионов NH4+ в растворе и катионов
в цеолите G = 1.5 г-экв/г-экв, рН = 5.5—7.0 и продолжительности 1 ч, количество обработок 3. После обмена твердую фазу промывали дистиллированной водой, сушили и подвергали термообработке в атмосфере воздуха при 540-650 °С в течение 4—6 ч.
Пентасилы производят в промышленном масштабе в виде кристаллов размером 1—5 мкм, а для практического применения в адсорбции и катализе формуют в более крупные гранулы. При приготовлении катализаторов в качестве связующего материала чаще всего применяют гидроксид алюминия со структурой псевдобемита (А1ООН), переходящий после прокалки в у-АЬОз. В данной работе в качестве связующего материала использовали псевдобемит, производимый в ООО "ИСХЗК" (г. Ишимбай). Его синтезировали гидратацией продукта термохимической активации А1(ОН)3 (гиббсита).
Гранулированные образцы пентасилсодержа-щих катализаторов готовили следующим образом: псевдобемит смешивали с цеолитом типа ZSM-5 до однородного состояния. Массу формовали в гранулы методом экструзии, высушивали и прокаливали при 640-650 °С в атмосфере воздуха в течение 4-6 ч. Содержание цеолита и у-АЬОз, условные обозначения приготовленных образцов приведены в табл. 1
Таблица 1
_Содержание компонентов в катализаторах_
Содержание компонентов
Условное обозначение
70% ZSM-5 + 30% y-AbO3 50% ZSM-5 + 50% Y-Al2O3
Кат-1 Кат-2
Химический состав образцов анализировали методами комплексонометрического титрования и пламенной фотометрии после их перевода в раствор [13-15]. Фазовый состав катализаторов определяли на автоматическом дифрактометре PHILIPS PW 1800 в монохроматизированном Cu-ka излучении в области углов от 5 до 40° по 20 с шагом 0.5 град/мин и временем накопления в каждой точке 20 с. ИК-спектры цеолитсодержащих материалов снимали на приборе VERTEX70V фирмы BRUKER
с использованием таблетирования образцов с КВг, в диапазоне сканирования от 4000 до 400 см-1 с разрешением 4 см-1.
Для определения размеров частиц порошкообразного цеолита использовали дифракцию (рассеяние) лазерного излучения (X = 680 нм) на частицах дисперсной фазы, распределенных в дисперсионной среде.
Морфологию кристаллов цеолита ZSM-5 изучали на электронном микроскопе JEOL JSM-6490 LV, ускоряющее напряжение 20-30 кВ, использованные увеличения в 500, 2000, 5000 и 10000 раз.
Характеристики пористой структуры методом низкотемпературной адсорбции-десорбции азота (77 К) определяли на сорбтометре ASAP-2020 «Micromeritics». Перед анализом образцы вакуумиро-вали 6 ч при 350 °С. Удельную поверхность рассчитывали по БЭТ при относительном парциальном давлении Р/Ро = 0.2; распределение размера пор по де-сорбционной кривой методом ВЛН (Баррета-Джойнера-Халенды); общий объем пор определяли методом BJH при относительном парциальном давлении Р/Р0 = 0.95. Объем микропор в присутствии мез-опор определяли ^методом де Бура и Липпенса [16].
Характеристики пористой структуры методом ртутной порометрии определяли на приборе «Porosimeter-2000». Перед анализом образцы ваку-умировали 4 ч при 25 °С. Давление интрузии изменяли от 1 до 1900 атм. Контактный угол ртути составлял 141.3° [16]. По результатам измерений рассчитывали удельную поверхность и объем пор, их средний радиус и распределение по размеру. Распределение пор по размеру рассчитано из модели цилиндрической поры [16], а удельная поверхность как суммарная поверхность всех модельных цилиндров.
Кислотные свойства катализаторов исследовали методом термопрограммированнной десорбции аммиака [17].
Результаты и их обсуждение
На рис. 1 приведена рентгенограмма образца порошкообразного цеолита ZSM-5 в Н-форме. На
2-theia(deg) Рис. 1. Рентгенограмма образца Н-ZSM^.
ней наиболее интенсивные дифракционные максимумы наблюдаются при следующих углах: 7.92; 7.94; 8.78; 8.89; 13.95; 14.77; 23.08; 23.25; 23.40; 23.82; 23.96°. Эти пики характерны только для цеолита ZSM-5 [18]. Следовательно, полученный продукт представляет собой цеолит ZSM-5 высокой фазовой чистоты.
ИК-спектр указанного образца цеолита представлен на рис. 2. Наблюдаемые в спектре полосы поглощения относятся к двум типам колебаний: 1) колебаниям внутри тетраэдров ТО4 (AIO4 и SÍO4), являющихся первичными структурными единицами; 2) колебаниям по внешним связям тетраэдров. Первому типу колебаний отвечают наиболее сильные полосы поглощения при 950—1250 см-1 и 420— 500 см-1, относимые к колебаниям внутри тетраэдров. Валентным колебаниям, в которых участвуют в основном тетраэдры ТО4, отвечают полосы в области 650—820 см-1. На положение этих полос влияет соотношение Si/Al в каркасе цеолита. Второму типу колебаний, чувствительных к характеру связей между тетраэдрами, отвечают полосы поглоще-
Рис. 2. ИК-спектр порошкообразного образца Н-ZSM^.
ния в области 500—650 см-1. Эти полосы поглощения обусловлены присутствием сдвоенных колец в каркасе. Частота основной полосы поглощения антисимметричных валентных колебаний первого типа (1090 см-1), то есть колебаний внутри тетраэд-
б
Рис. 3. Электронно-микроскопические снимки порошкообразного цеолита ZSM-5 в Н-форме: а, б, в, г увеличение в
500, 2000, 5000, и 10000 раз, соответственно.
ров ТО4, зависит от состава кристаллического каркаса цеолита, выраженного через долю тетраэдри-чески координированных атомов алюминия. Исходя из данных ИК спектроскопии можно заключить, что образец представляет собой цеолит ZSM-5 со степенью кристалличности близкой к 100 %.
Результаты изучения дисперсности кристаллов цеолитов ZSM-5 в Н-форме приведены в табл. 2.
Таблица 2
Распределение кристаллов ZSM-5 в Н-форме по размерам
Размер кристаллов, мкм Содержание, % мас. Размер кристаллов, мкм Содержание, % мас.
0.1-0.5 0.5-2.0 2.0-4.0
0.45 36.32 44.55
4.0-6.0 6.0-8.0 8.0-10.0
17.47 1.20 0.01
Видно, что основная часть кристаллов имеет размеры в интервале от 0.5-4.0 мкм. Из них на долю кристаллов размером 2.0-4.0 мкм приходится около 45 %. Таким образом, для приготовления гранулированных катализаторов использовался высокодисперсный цеолит.
Результаты изучения морфологии цеолита ZSM-5 в Н-форме с помощью сканирующей электронной микроскопии приведены на рис. 3. Видно, что кристаллы порошкообразного цеолита отличаются как по форме (из-за наличия сростков кристаллов), так и по размерам.
В табл. 3 представлен химический состав гранулированных пентасилсодержащих катализаторов. Из приведенных результатов следует, что в образцах, в основном, содержатся кремний и алюминий. Содержание натрия не превышает 0.04 % мас. Другие элементы содержатся в следовых количествах, присутствие которых обусловлено наличием в компонентах, используемых для приготовления ката-
лизаторов.
В результате проведения рентгеноструктурно-го анализа указанных в табл. 3 образцов удалось идентифицировать все рентгеновские пики (рис. 4). В образцах Кат-1 и Кат-2 определены фазы цеолита ZSM-5 и у-АЬОз, которые обозначены как (■) и (•) соответственно. Из представленных данных видно, что на рентгенограмме образца Кат-1 дифракционные максимумы интенсивнее, чем на рентгенограмме образца Кат-2. Полученные результаты свидетельствуют о большем содержании цеолита в составе гранул образца Кат-1.
Таблица 3
Содержание А1 и Si в пентасилсодержащих катализаторах
Содержа- Содержа- Содержа-
Обозначе- ние Na в ние Al в ние Si в
ние катали- пересчете пересчете пересчете
затора на Na2O, % на AI2O3, % на SÍO2, %
мас. мас. мас.
Кат-1 Кат-2
0.03 0.04
33.77 52.71
66.20 47.25
Пористая структура гранул катализаторов Кат-1 и Кат-2, состоящих из смеси кристаллов цеолита и у-А12О3, представляет собой весьма сложную систему. Для цеолитов характерна микропористая структура с возможным наличием небольшого количества мезопор. Для у-А12О3, в основном, характерна мезопористая структура. Значения удельной поверхности, объема пор и распределения пор по размеру оксида изменяются в широких пределах, в зависимости от условий синтеза. Кроме того, между кристаллами цеолита и у-АЬОз формируется вторичная пористая структура. Следовательно, общий объем пор гранул катализатора состоит из трех перечисленных составляющих и может изменяться
2theta (deg.)
Рис. 4. Рентгенограммы гранулированных образцов: 1) Кат-1; 2) Кат-2.
в широких пределах.
В табл. 4 приведены равновесные адсорбционные емкости по парам воды, бензола и гептана образца ZSM-5 в H-форме и катализаторов на его основе. Следует отметить, что у образца ZSM-5 в H-форме равновесная адсорбционная емкость по гептану на 12—20% выше, чем по бензолу. Полученные результаты свидетельствуют о том, что в порошкообразном цеолите присутствуют мезопоры за счет образования некоторого количества сростков кристаллов. Видно, что в гранулированных образцах значения равновесной адсорбционной емкости по воде в 2 с лишним раза меньше, чем значения равновесных адсорбционных емкостей по бензолу и гептану. Наблюдаемые различия объясняются наличием в гранулах мезопор, в которых пары указанных углеводородов переходят в жидкое состояние из-за капиллярной конденсации, а пары воды нет.
На рис. 5 приведены изотермы адсорбции-десорбции азота для образцов катализатора Кат-1 и Кат-2. Видно, что они имеют близкую форму. На начальном участке изотермы в области относительных давлений Р/Ро = 0-0.05 наблюдается резкий подъем. Он характерен для микропористых углей и цеолитов [16]. На втором участке изотермы в области Р/Р0 = 0.45-1.0 видна петля гистерезиса, которая обусловлена широким распределением размера мезопор. При достижении Р/Ро ~ 0.98 снова наблюдается резкий подъем изотермы, связанный с присутствием в образцах макропор.
На рис. 6 для образцов Кат-1 и Кат-2 приведено распределение пор по размеру. Видно, что для них характерно широкое распределение размера мезопор от 2 до 60 нм с максимумом в области 4-6 нм. Наличие максимума этой области обусловлено использованием y-Äl2O3 в качестве связующего материала. При увеличении содержания связующего материала (образец Кат-2) наблюдается незначительное увеличение количества мезопор размером 4-6 нм, что обусловлено более выраженным влиянием пористой структуры y-Äl2O3 на общий характер распределения размера мезопор.
В табл. 5 приведены характеристики пористой структуры указанных выше образцов катализатора. Видно, что с ростом содержания связующего материала (переход от Кат-1 к Кат-2) наблюдается уменьшение удельной поверхности с 273 до 242 м2/г и увеличение суммарного объема микро- и ме-зопор с 0.377 до 0.442 см3/г.
Таблица 4
Физико-химические характеристики образца цеолита
Усло вное обозначение Образец Равновесные адсорбционные емкости (см3/г) по парам Упо р по H2O, см3/г
H2O СбНб C7H16
- H-ZSM-5
70% ZSM-5 + Кат-1 30% AI2O3 650° С/ 4 ч
50% ZSM-5 + Кат-2 50% AI2O3 650 ° С/ 4 ч
* P/Ps = 0.8; T = 23-250 °C
0.13 0.17 0.19 0.11 0.30 0.38
0.09 0.36
0.45
0.67
0.49
Таблица 5
Характеристики пористой структуры
Образец £бэт, ^микро, ^мезо, dp,
м2/г см3/г см3/г нм
Кат-1 273 0.110 0.266 7.9
Кат-2 242 0.090 0.352 9.4
На рис. 7 приведена изотерма интрузии ртути для образца Кат-1. Аналогичная изотерма наблюдаются и для образца Кат-2. Видно, что в области давлений 1-100 атм наблюдается незначительное увеличение интрузии ртути, которое обусловлено заполнением крупных макропор. В области давлений от 200 атм наблюдается резкий скачок интрузии ртути, обусловленный наличием мезопор. Такой тип изотерм интрузии характерен для микро-мезопористых материалов.
В табл. 6 приведены характеристики пористой
I_ 10 -
8 -
S"
5-
Ш 6
0,2 0,4 0,6 0,8
Относительое давление, Р/Ро
з 6
0,2 0,4 0,6 0,8
Относительное давление, Р/Ро
Рис. 5. Изотермы адсорбции-десорбции азота на образцах Кат-1 (а), Кат-2 (б).
б
а
14
12
0
0,0
1,0
0,0
1,0
40 60
Размер пор, нм
Размер пор, нм
Рис. 6. Распределение мезопор по размеру для образцов Кат-1 (а), Кат-2 (б), рассчитанное по ВШ.
структуры образцов Кат-1 и Кат-2 по данным ртутной порометрии. Видно, что при увеличении количества связующего материала (переход от образца Кат-1 к Кат-2), наблюдается увеличение объема пор от 0.38 до 0.70 см3/г и увеличение удельной поверхности от 51.4 до 85.6 м2/г. Такие изменения пористой структуры вызваны увеличением содержания в гранулах у-АЬОз, для которого, как известно, характерна микро-мезопористая структура с преобладанием мезопор.
Рис. 7. Изотерма интрузии ртути для образца Кат-1. Давление (бар) - объем ртути (мм3).
Таблица 6
Характеристики пористой структуры образцов катализатора Кат-1 и Кат-2 по данным ртутной порометрии
Об- ^уд? V<50hm, V—mm, V>100 нм, Vi,
разец м2/г см3/г см3/г см3/г см3/г нм
Кат-1 51.4 Кат-2 85.6
0.254 0.332
0.411 0
0.035 0.050
0.700
50.
0
0.382 7.7
Результаты исследований кислотных свойств гранулированных образцов катализаторов методом термопрограммированной десорбции аммиака приведены в табл. 7. Видно, что значения суммарной концентрации и концентрации «сильных» кислотных центров уменьшаются при переходе от образца цеолита ZSM-5 в Н-форме к образцу катализатора содержащего 50% связующего материала.
Выводы
1. Синтезированы гранулированные пентасил-содержащие образцы катализаторов двух составов, содержащие цеолит ZSM-5 с модулем 30 в Н-форме и у-А12О3 производства ООО «Ишимбайский специализированный химический завод катализаторов».
Таблица 7
Количество «слабых» и «сильных» кислотных центров (к.ц., мкмоль/г) в образцах пентасилсодержащих катализаторов по данным ТПД предварительно адсорбированного аммиака
Усло вное обозначение Состав образца Слабые к.ц. Сильные к.ц. Сумма к.ц.
- Н^М-5 284 186 470
Кат-1 70% ZSM-5 + 30% 199 130 329
АЪОз 650 °С/ 4 ч
Кат-2 50% ZSM-5 + 50% 98 175
77
АЪОз 650 °С/ 4 ч
2. С использованием методов рентгенофлуо-ресцентного и рентгеноструктурного анализа, ИК спектроскопии, сканирующей электронной микроскопии, адсорбционных измерений, ртутной поро-метрии определены химический и фазовый составы, характеристики пористой структуры, а также адсорбционные и кислотные свойства полученных образцов.
3. Установлено, что взаимодействия цеолита ZSM-5 и у-АЬОз в катализаторах не наблюдается, и они представляют механическую смесь указанных компонентов.
4. Показано, что при уменьшении содержания цеолита ZSM-5 в Н-форме с 70 до 50% в пентасил-содержащем катализаторе снижается суммарная концентрация и концентрация «сильных» кислотных центров синтезированных катализаторов. При
б
а
0.04
U.UJ
0.02
0.01
0.00
этом в гранулах увеличивается объем транспортных (мезо- и макро-) пор.
1.
ЛИТЕРАТУРА
Degnan T. F. Jr., Smith C. M., Venkat Ch. R. // Appl. Catal. A: General. 2001. Vol. 221. P. 283.
2. Далин М. А., Макросов П. И., Шендерова Р. И., Прокофьев Т. В. Алкилирование бензола олефинами. М.: Госхим-издат, 1957. 117 с.
3. Липович В. Г., Полубенцева М. Ф. Алкилирование ароматических углеводородов. М.: Химия, 1985. 271 с.
4. Пат. № 5157180 США. Alkylation and transalkylation processes. 1992.
5. Пат. № 5866736 США. Process for the production of alkyl benzene. 1999.
6. Пат. № 5955642 США. Gas phase alkylation-liquid transalkylation process. 1999.
7. Пат. № 6596662 США. Production of alkylated aromatic compounds using dealuminated catalysts. 2003.
8. Пат. № 6747182 США. Production of alkylated aromatic compounds using dealuminated catalysts. 2004.
9. Пат. № 7109141 США. Alkylated aromatic compositions, zeolite catalyst 10. Пат. № 2256640 РФ. Способ алкилиро-вания бензола этиленом и катализатор для его осуществления. 2005.
10. Пат. № 2265482 РФ. Способ приготовления цеолитсодержа-щего катализатора алкилирования бензола этиленом. 2004.
11. Пат. № 2265483 РФ. Способ приготовления цеолитсодержа-щего катализатора алкилирования бензола этиленом. 2004.
12. Полуэктов Н. С. Методы анализа по фотометрии пламени. М.: Госхимиздат, 1959. 231 с.
13. Шарло Г. Методы аналитической химии. М.: Химия, 1965. 976 с.
14. Шварценбах Г., Флашка Г. Комплексонометрическое титрование. М.: Химия, 1970. 237 с.
15. Карнаухов А. П. Адсорбция. Текстура дисперсных и пористых материалов. Новосибирск: Наука. 1999. 470 с.
16. Хазипова А. Н., Павлова И. Н., Григорьева Н. Г., Кутепов Б. И., Павлов, Р. А. Басимова М. Л. Синтез и исследование свойств HNa-форм гранулированных цеолитов Y без связующих веществ // Химическая технология. 2012. №1. С. 5-10.
17. M. M. J. Treacy, J. B. Higgins Collection of Simulated XRD Powder Patterns for Zeolites; Elsevier. 2001. 586 p.
Поступила в редакцию 03.02.2015 г.
SYNTHESIS AND STUDY OF PHYSICOCHEMICAL PROPERTIES OF CATALYTIC SYSTEM BASED ON ZEOLITE ZSM-5
© D. A. Shavaleev1, O. S. Travkina2, I. E. Alekhina3*, A. S. Ershtein1, R. A. Basimova4, M. L. Pavlov4
1 Salavatneftehimproekt 8 Gagarin St., 453259 Salavat, Republic of Bashkortostan, Russia.
2Institute of Petrochemistry and Catalysis, Russian Academy of Sciences 141 Oktyabrya Ave., 450075 Ufa, Republic of Bashkortostan, Russia.
3Bashkir State University 32 Zaki Validi St., 450076 Ufa, Republic of Bashkortostan, Russia.
4Scientific-technical center Salavatnefteorgsintez 30 Molodogvardeitsev St., 453256 Ufa, Republic of Bashkortostan, Russia.
*Email: alekhinaie@list.ru
Currently, facilities for benzene to ethylbenzene (EB) gas-phase ethylene alkylation in the presence of zeolite-containing catalysts have been advantageously applied in industry. Advantages of producing EB on zeolite catalysts, compared with the traditional Friedel-Crafts alkylation, are the lower investment and operating costs for the implementation of the process, absence of corrosion aggressive environment and of need for waste disposal, high EB yield and complete regenerability of catalyst. JSC "Gazprom neftekhim Salavat" implemented the technology of production of ethylbenzene by ethylene alkylation of benzene with the help of zeolite catalyst. Due to the lack of domestic industrial catalysts on JSC "Salavatnefteorgsintez" imported catalyst is used, so relevant research aimed at the creation of a domestic catalyst for the above process. Granulated catalyst systems containing 70 and 50 wt% crystalline aluminosilicate were prepared by mixing of produced by LLC "Ishimbai Specialized Catalysts Chemical Plant" zeolite ZSM-5 (Si02/Ak03=30) and pseudoboehmite followed by extrusion molding, drying and calcination at 640-650 oC in air atmosphere for 4-6 hours. Chemical and phase composition, characteristics of the porous structure, adsorption and acidic properties of the synthesized samples were studied by methods of XRF and XRD analysis, infrared spectroscopy, scanning electron microscopy, adsorption measurements and mercury porosimetry.
Keywords: catalyst, aluminosilicates, zeolites, porous structure, phase composition.
Published in Russian. Do not hesitate to contact us at bulletin_bsu@mail.ru if you need translation of the article.
REFERENCES
1. Degnan T. F. Jr., Smith C. M., Venkat Ch. R. Appl. Catal. A: General. 2001. Vol. 221. Pp. 283.
2. Dalin M. A., Makrosov P. I., Shenderova R. I., Prokofev T. V Alkilirovanie benzola olefinami [Alkylation of benzene with olefins]. Moscow: Goskhimizdat, 1957.
3. Lipovich V G, Polubentseva M. F. Alkilirovanie aromaticheskikh uglevodorodov [Alkylation of aromatic hydrocarbons]. Moscow: Khimiya, 1985.
4. Pat. No. 5157180 SShA. Alkylation and transalkylation processes. 1992.
5. Pat. No. 5866736 SShA. Process for the production of alkyl benzene. 1999.
6. Pat. No. 5955642 SShA. Gas phase alkylation-liquid transalkylation process. 1999.
7. Pat. No. 6596662 SShA. Production of alkylated aromatic compounds using dealuminated catalysts. 2003.
8. Pat. No. 6747182 SShA. Production of alkylated aromatic compounds using dealuminated catalysts. 2004.
9. Pat. No. 7109141 SShA. Alkylated aromatic compositions, zeolite catalyst 10. Pat. No. 2256640 RF. Sposob alkilirovaniya benzola etilenom i katalizator dlya ego osushchestvleniya. 2005.
10. Pat. No. 2265482 RF. Sposob prigotovleniya tseolit-soderzhashchego katalizatora alkilirovaniya benzola etilenom. 2004.
11. Pat. No. 2265483 RF. Sposob prigotovleniya tseolit-soderzhashchego katalizatora alkilirovaniya benzola etilenom. 2004.
12. Poluektov N. S. Metody analiza po fotometrii plameni [Methods of analysis by flame photometry]. Moscow: Goskhimizdat, 1959.
13. Sharlo G. Metody analiticheskoi khimii [Methods of analytical chemistry]. Moscow: Khimiya, 1965.
14. Shvartsenbakh G, Flashka G Kompleksonometricheskoe titrovanie [Complexometric titration]. Moscow: Khimiya, 1970.
15. Karnaukhov A. P. Adsorbtsiya. Tekstura dispersnykh i poristykh materialov [Adsorption. The texture of dispersed and porous materials]. Novosibirsk: Nauka. 1999.
16. Khazipova A. N., Pavlova I. N., Grigor'eva N. G., Kutepov B. I., Pavlov, R. A. Basimova M. L. Khimicheskaya tekhnologiya. 2012. No. 1. Pp. 5-10.
17. M. M. J. Treacy, J. B. Higgins Collection of Simulated XRD Powder Patterns for Zeolites; Elsevier. 2001. 586 r.
Received 03.02.2015.
