aaelkahlawy
Großporiger Faujasit-Zeolith (Pt/HY) und seine dealuminierte Struktur (Pt/H-DY) wurden für die Transalkylierung von Toluol und 1,2,4-Trimethylbenzol (1,2,4-TMB) eingesetzt. Die Säureeigenschaften der Träger wurden mithilfe von NH3-TPD und FT-IR-Spektroskopie im OH-Streckgebiet analysiert. XRD, SEM, DSC und FT-IR in den Systembezirksmethoden wurden verwendet, um die sekundären Veränderungen des Zeoliths nach dem Dealuminierungsprozess zu untersuchen. Es zeigte sich, dass der dealuminierte Träger dazu neigt, eine zunehmend offene Struktur zu haben; solche sekundären Veränderungen werden angenommen, um den Verlust einiger säurehaltiger Bereiche auszugleichen, um eine verbesserte Mobilität und Stabilität gegenüber dem Ausgangszeolith zu erreichen. Die Zeolithstruktur beeinflusst die Umwandlung von Aromaten. Es wurde festgestellt, dass die Verwendung von 1,2,4-Trimethylbenzol (TMB) als Alkylierungsspezialist die beste Ausbeute an Xylolen lieferte. Es besteht ein starker Wettbewerb zwischen Transalkylierung, Disproportionierung und Isomerisierung von aromatischen Kohlenwasserstoffen, wobei die Reaktionsgeschwindigkeit und die Reaktionstemperatur übereinstimmen. Es ist bemerkenswert, dass Xylole (X) wichtige Ausgangsstoffe für industrielle Prozesse wie die Herstellung von synthetischen Fasern, Weichmachern und Säften sind. Die Hauptquellen dieser aromatischen Kohlenwasserstoffe, die Umwandlungs- und Pyrolysebrennstoffe, enthalten ebenfalls einen beträchtlichen Gehalt an Toluol (T = C7) und Trimethylbenzolen (TMB = C9). Eine kostengünstige Methode zur Aufbereitung von C7- und C9-Aromaten mit geringem Wert besteht in ihrer Umwandlung in Benzol (B) und Xylol (X). In diesem speziellen Fall wurden verschiedene Verfahren entwickelt, wie z. B. die Disproportionierung von Toluol und Trimethylbenzolen, die Toluolalkylierung mit Methanol, die Hydrodealkylierung von Toluol und Alkylbenzolen oder die Transalkylierung von Toluol und Trimethylbenzolen [1-3]. Der Begriff Transalkylierung bezieht sich im Allgemeinen auf die Reaktivität von polyalkylierten Aromaten durch Bewegung von Alkylgruppen und Bildung von niedriger alkylierten Aromaten. Beispielsweise werden durch dieses Verfahren einige der gering geschätzten Nebenprodukte wie Polyethyl- und Polyisopropylbenzole in ihre monosubstituierten Homologe mit höherer Popularität umgewandelt [5]. Die Transalkylierung von Toluol mit TMBs unter Bildung von Xylol ist ebenfalls ein wichtiges Verfahren in diesem Bereich. Saure Katalysatoren aktivieren diese letzte Gleichgewichtsreaktion. Die kommerziellen Transalkylierungsmethoden von T-TMBs verwenden entweder Siliciumdioxid-Aluminiumoxid- oder Zeolith-basierte Ionen, z. B. hochmolekulares Metall auf dealuminiertem Mordenit [6]. Aufgrund der an der Transalkylierungsreaktion beteiligten hochmolekularen Kohlenwasserstoffe können nur Molekularsiebe mit großen Poren, wie z. B. Beta-Faujasit-Y und SAPO-5 [7], diese Reaktion katalysieren. Aus der obigen Übersicht können die Porengröße und der Säuregehalt von Zeolithen die beiden Faktoren für einen guten Ionenaustauscher für die Transalkylierung sein [8]. Erstens haben nur Zeolithe mit 12-gliedriger Ringöffnung eine Porengröße, die groß genug für die Transalkylierung von C9+-Aromaten ist. Zweitens ist der höhere Säuregehalt der Zeolithe,desto besser ist die Aktivität. In der vorliegenden Studie untersuchten wir die synergistischen Aktivitäten von Pt auf H-Y-Zeolith, das 12-MR-Porenöffnungen aufweist, und seiner dealuminierten Form. Wir analysierten außerdem die physikochemischen Eigenschaften der Träger und der Impulse mithilfe verschiedener Darstellungsmethoden und die Auswirkungen der Dealuminierung auf die Aktivität und Stabilität des Zeoliths bei der Transalkylierung von Toluol und 1,2,4-Trimethylbenzol (1,2,4-TMB). In industriellen Prozessen wie BTX-Anlagen sind TMB-Isomere die Hauptbestandteile in C9-Aromaten und der Anteil von 1,2,4-TMB unter den drei Isomeren beträgt etwa 65 %[9]. Aus diesem Grund wurden Toluol und 1,2,4-TMB als Reaktanten verwendet. Je höher der Säuregehalt der Zeolithe, desto besser ist die Aktivität. In der vorliegenden Studie untersuchten wir die synergistischen Aktivitäten von Pt auf H-Y-Zeolith mit 12-MR-Porenöffnungen und seiner dealuminierten Form. Wir untersuchten außerdem die physikochemischen Eigenschaften der Träger und der Impulse mittels verschiedener Darstellungsverfahren und die Auswirkungen der Dealuminierung auf die Aktivität und Stabilität des Zeoliths bei der Transalkylierung von Toluol und 1,2,4-Trimethylbenzol (1,2,4-TMB). In industriellen Prozessen wie BTX-Anlagen sind TMB-Isomere die Hauptbestandteile von C9-Aromaten und die Aufteilung von 1,2,4-TMB auf die drei Isomere beträgt etwa 65 % [9]. Aus diesem Grund wurden Toluol und 1,2,4-TMB als Reaktanten verwendet. Zur Entwicklung der Impulse wurde kommerzielles NaY (SK-40) von Union Vehicle Bide Co., USA, verwendet. NH4-Y wurde hergestellt, indem das Natriumteilchen im Na-Y-Zeolith mehrmals mit einer molaren Ammoniumnitratlösung (NH4NO3) ausgetauscht wurde; jedes Mal mit einer neuen Lösung für 8 Stunden bei 70 °C. Der Zeolith wurde dann isoliert, mit bidestilliertem Wasser gewaschen, bis er frei von NO3 war, und anschließend über Nacht bei 110 °C getrocknet. Eine mit NH4-dealuminierte Probe (NH4-DY) wurde durch Extraktion von etwas Aluminiumoxid aus NH4-Y durch Rückflusskochen von 20 g der Probe in 300 cm3 bidestilliertem Wasser mit 9,6 g (NH4)2H2EDTA für 4 Stunden hergestellt. Die behandelte Probe wurde dann wie oben beschrieben isoliert, gewaschen und getrocknet. Einzelheiten zum Dealuminierungsverfahren sind in früheren Studien [10] angegeben. H-Y- und H-DY-Proben wurden durch Kalzinierung von NH4-Y und NH4-DY bei 450 °C für 4 h hergestellt. Diese Temperatur wurde für die Vorbehandlung gewählt, da bei 450 °C warme Dealuminierung überhaupt nicht auftritt und eine vollständige Deammonisierung erreicht werden kann. Die erforderliche Menge an Hexachloroplatinsäure (H2PtCl6 .x H2O), die für die Beladung mit 0,5 Gew.-% Pt erforderlich ist, wurde in bidestilliertem Wasser aufgelöst, bis das Trägermaterial in einem Becher bedeckt war. Eine kleine Menge Zitrusextrakt wurde hinzugefügt, um die Infiltration der Vorläufermoleküle aus der Lösung in die Poren des synergistischen Trägers zu verbessern [11,12]. Diese Planung wurde über Nacht bei Raumtemperatur stehengelassen und dann über Nacht bei 110 °C getrocknet. Der Impuls wurde 4 Stunden lang bei 450 °C in Luft kalziniert und 2 Stunden lang bei 400 °C in einem H2-Strom von 20 cm3 min î1 in einem Strömungsreaktor reduziert. Die wesentliche Untersuchung wurde mithilfe der Röntgenfluoreszenztechnik (XRF) durchgeführt.Oberflächenfläche und Porenvolumen der Träger wurden durch Messen der Stickstoffadsorptions-Desorptions-Isolthermen bei 77 K (BET-Methode) unter Verwendung des Oberflächenflächenanalysators Gimini 2375 von Micromeritics bestimmt, während die Porosität mit dem Porenmessgerät 9320-V2-08 kontrolliert wurde. Die Messungen wurden an Proben durchgeführt, die 2 Stunden lang in einem reinen Stickstoffstrom auf 200 °C erhitzt wurden. Da die normalen Porengrößen dieser Proben klein sind, fehlte in der vorliegenden Studie die Quecksilberpenetrationsmethode. Infrarotspektren (IR) wurden auf einem Gerät der ATI Mattson Infinity-Serie, Modell 960 M0009, zur Darstellung von Trägern und Katalysatoren aufgezeichnet. Die endgültigen Spektren wurden nach 64 Durchläufen mit einer Auflösung von 2 cmî1 aufgenommen. Die temperaturmodifizierte Desorption von Riechsalzen (NH3-TPD) wurde verwendet, um die ätzenden Eigenschaften der verwendeten Proben zu beschreiben [14]. Röntgenpulverbeugungsmuster (XRD) wurden auf einem Brucker AXS-D8Advance (Deutschland) unter Verwendung von nickelfreier Kupferstrahlung (Î =1,5405 å) bei 60 kV und 25 mA mit einer Prüfgeschwindigkeit von 8° in 20 min-1 über den Beugungspunktabstand aufgezeichnet. Die Mikrostruktur und Morphologie der Proben wurden mittels Rasterelektronenmikroskopie (SEM) unter Verwendung einer JXA-890-Vergrößerungslinse (Jed) bei 30 KV untersucht. Die Differentialscanningkalorimetrie (DSC) wurde verwendet, um die Änderungen in der Struktur zu bestimmen, d. h. den Fortschritt. Von einer kristallinen Struktur zur nächsten, unter Verwendung des DSC-50 Shimatzu-Geräts. Die thermogravimetrische Analyse (TGA) wurde mit einem Perkin-Elmer-Gerät durchgeführt. Alle Hydrokonversionsläufe der Reaktanten wurden unter Verwendung eines Festbett-Abflusssystems im Rauchstadium durchgeführt. Das Flusssystem bestand im Wesentlichen aus einem vertikalen röhrenförmigen Quarzglasreaktor (1,0 cm Innendurchmesser und 30,0 cm Länge). 1,0 g eines frischen Impulses, verdünnt mit latentem, nicht porösem Feststoff mit der gleichen Größe wie die Impulspartikel, wurde zwischen Glasvliesverbindungen in der Mitte des Reaktors eingeschlossen. Der Reaktor wurde in einem isolierten, breiten Edelstahlrohrmantel erhitzt, der auf ± 1 °C thermostatisiert war. Die Temperatur des Treibbetts im Reaktor wurde mittels Thermoelement und elektronischem Regler gemessen und kontrolliert. Der untere Teil des Reaktors war mit einem Doppelkondensator verbunden, der mit einem Flachkolben verbunden war, um die flüssigen Produkte zur Analyse zu sammeln. Wasserstoffgas wurde als Transporter und gleichzeitig als Reaktant in der untersuchten Reaktion verwendet, mit einer Strömungsrate von 20 cm3min-1 in allen Durchläufen. Wasserstoff wurde dem System aus einer Kammer zugeführt. Die Flüssigkeitszufuhr wurde mit Dosierpumpen an die Oberseite des Reaktors gepumpt. Der Treibmittel wurde 2 Stunden lang in H2 bei 400 °C reduziert. Vor Beginn der Reaktivitätsdurchläufe wurde die Reaktion bei Umgebungsdruck abgeschlossen. Toluol und 1,2,4-TMB wurden bei den erforderlichen Anteilen und Temperaturen 7 Stunden lang freigelassen. Die flüssigen Produkte wurden nach einem Zwischenwert von 30 Minuten zur Analyse mit einem Perkin-Elmer-Gaschromatographen (Modell Clarus 500) mit einer Kapillarsäule von 100 m × 0 gesammelt.25ID für PONA-Analyse (Anfangstemperatur 80ºC und Endtemperatur 300ºC). Indikator- und Injektortemperatur betrugen 300ºC und das Transportgas war He mit einer Flussrate von 30 ml/min.
English 
Spanish 
Chinese 
Russian 
French 
Japanese 
Portuguese 
Hindi