ЭТИЛИРОВАНИЕ ТОЛУОЛА ЭТАНОЛОМ НА ВЫСОКОКРЕМНЕЗЕМНОМ ЦЕОЛИТЕ, МОДИФИЦИРОВАННОМ ЦИНК
Продукты этилирования толуола п- и м-этилтолуолы (ЭТ) применяют для получения метилстиролов. Применение полиметилстиролов открывает новые пути утилизации толуола, что позволяет заменить им дефицитный бензол в нефтехимическом синтезе [1, 2]. Традиционные кислотные катализаторы типа (АlCl3∙HCl), используемые в алкилировании имеют существенные недостатки (коррозия аппаратуры, большой расход катализатора). В их присуствии протекают вторичные реакции, снижающие селективность производства, что требует дополнительных затрат на очистку получаемых продуктов. Кроме того, образуется большое количество сточных вод и отходов производства, загрязняющих окружающую среду.
Новым перспективным способом получения п-ЭТ является этилирование толуола на ВК-цеолитах типа ZSM-5. Модифицирование цеолитов ZSM-5 различными элементами (В, Р, Мg, Si, Lа и.т.д.) вызывает повышение их пара-селективности [3-5]. В связи с этим разработка пара-селективных катализаторов для процесса этилирования толуола представляет большой интерес.
Цель настоящей работы ─ изучение влияния модифицирования ВК-цеолита типа ультрасила цинком на его физико-химические и каталитические свойства в реакции этилирования толуола.
Для исследования использовали высококремнеземный цеолит типа ультрасила с мольным отношением SiO2/Al2O3 = 61. Методика приготовления катализаторов описана в работе [5]. Кислотные свойства модифицированных цеолитов изучали методом термодесорбции аммиака по методике, описанной в работе [6]. Опыты проводили на установке проточного типа со стационарным слоем катализатора объемом 4 см3 в реакторе идеального вытеснения при атмосферном давлении в присутствии водорода в интервале температур 300-400 °C, объемной скорости подачи сырья 1 ч-1 при мольном отношении C7H8:C2H5OH:H2, равном 2:1:2.
В табл. 1 приведены данные по активности и селективности Н-ультрасила в реакции этилирования толуола. Температура реакции не оказывала влияния на конверсию спирта, которая составляла 92-100 %, конверсия толуола возрастала с увеличением температуры с 24,5 до 39,3 мас%.
1. Состав продуктов алкилирования толуола этанолом на H-форме ультрасила
|
t,°C |
Конверсия, % |
Селективность по продуктам в катализате, % |
Селективность |
||||||||
|
Толуола |
Этанола |
Бензола |
ЭБ |
п-ЭТ |
м-ЭТ |
о-ЭТ |
C5+ алифат. углев. |
Ксилолы |
Прочие АРУ |
||
|
300 |
24,5 |
92,3 |
1,2 |
2,4 |
31,7 |
38,5 |
1,2 |
11,5 |
5,5 |
1,8 |
47,3 |
|
350 |
31,8 |
100 |
3,8 |
2,2 |
32,8 |
41,6 |
2,5 |
7,3 |
6,3 |
2,0 |
42,3 |
|
400 |
39,3 |
100 |
4,2 |
2,7 |
32,5 |
41,5 |
3,8 |
4,8 |
2,4 |
5,1 |
40,1 |
Помимо толуола и ЭТ в углеводородной части катализата обнаружены алифатические углеводороды С5+ , бензол, этилбензол, ксилолы, следы триметилбензолов и других ароматических углеводородов. В газообразных продуктах наблюдали предельные и непредельные углеводороды (С1-С4). При низких температурах процесс в значительной степени осложнялся образованием алифатических углеводородов C5+ , при более высоких - увеличением выхода побочных ароматических углеводородов и снижением селективности по п-ЭТ.
Зависимость конверсии толуола и селективности
по п-ЭТ от концентрации цинка
Как видно из рисунка и табл. 2 введение цинка в состав Н-ультрасила приводит к существенному изменению каталитических и физико-химических свойств катализаторов: снижается их активность в реакциях алкилирования и диспропорционирования толуола и возрастает селективность образования п-ЭТ.
Введение цинка в количестве 2,0-10,0 мас% в состав ультрасила способствовало повышению его селективности по п-ЭТ с 42,3 до 67,5 мас%. Проявление пара-селективности цинксодержащих ультрасилов может быть обусловлено уменьшением силы бренстедовских и льюсовских кислотных центров в цеолите [3, 4], а также изменением размеров каналов структуры, следовательно, и адсорбционно-десорбционных и диффузионных хаpaктеристик катализаторов. Действительно, модифицирование сопровождается химическим взаимодействием модификатора с цеолитом, что приводит к воздействию модификатора на доступность каналов структуры цеолитных катализаторов. Это подтверждается уменьшением сорбционной емкости образцов с увеличением содержания в их составе цинка.
Изменение активности и пара-селективности ультрасила при его модифицировании вызвано также изменением концентрации и силы кислотных центров (табл. 2).
Модифицирование Н-ультрасила Zn приводит к смещению высокотемпературного пика в область более низких температур и снижению концентрации кислотных центров обеих форм десорбции аммиака.
2. Кислотные свойства H-ультрасила, модифицированного цинком
|
Н-ультрасил модифицированный, (мас%) |
Tmax, ºC максимума пика десорбции аммиака |
Концентрация кислотных центров, (мкмоль·г-1) |
||
|
Форма I |
Форма II |
Форма I |
Форма II |
|
|
H-УС |
198 |
415 |
625 |
538 |
|
1,0% Zn-H-УС |
194 |
375 |
442 |
329 |
|
3,0% Zn-H-УС |
190 |
328 |
384 |
296 |
|
5,0% Zn-H-УС |
182 |
312 |
349 |
208 |
|
10,0% Zn-H-УС |
178 |
278 |
286 |
118 |
Введение в количестве 2,5-5,0 мас% Zn в состав Н-ультрасила снижает концентратцию кислотных центров в 1,1-2,4 раза. При повышении содержания Zn в цеолите до 7,5 мас% происходит резко снижение кислотности катализатора: уменьшение концентрации кислотных центров более чем в 4 раза и смещение низкотемпературного и высокотемпературного пиков десорбции аммиака соответственно до 182 и 302 °С. Увеличение содержания Zn в цеолите до 10,0 мас %, сопровождается дальнейшим уменьшением силы и концентрации кислотных центров. Постепенное ослабление кислотных свойств Н-ультрасила при увеличении содержания Zn в цеолите объясняется обменом ионов Н+ на ионы Zn2+ и образованием ZnO после разложения соли и отложением его в каналах и на внешней поверхности кристаллов цеолита. В результате уменьшаются протонная кислотность и их активность в реакции алкилирования, а также изменяются диффузионные хаpaктеристики цеолитов, с которым и тесно связана пара-селективность каталитических систем.
Таким образом, в результате химического модифицирования Н-ультрасила Zn происходит существенное уменьшение концентрации сильных кислотных центров и адсорбционной емкости цеолитов, что и обусловливает повышение селективности катализатора по п-этилтолуолу.
Список литературы
- KaedinqW.W. // Chem. Technol. - 1982. - Vol. 12, №9. - P.566.
- Мельникова Л.М. Маркарова С.А // Xим.пром-сть за рубежом. - 1984. - №7. - C. 1.
- Walendzievski J., Trwczynsri J. //Jnd. Eng. Chem.Res. - 1996. - Vol. 35. - P. 3356.
- Nai Y. // Ind Eng.Chem. Res. - 2001. - Vol. 40. - Р. 4157-4161.
- Мамедов С.Э., Ахмедов Э.М., Керимли Ф.Ш. // ЖПХ. - 2006. - Т.99, Вып. 10. - С. 1741.
- Ющенко В. // Журнал физической химии. - 1997. - т. 71, №4. - C. 628.
Статья в формате PDF
700 KB...
12 10 2026 7:33:12
Статья в формате PDF
156 KB...
09 10 2026 0:56:26
Статья в формате PDF
174 KB...
08 10 2026 15:25:47
Статья в формате PDF
90 KB...
07 10 2026 8:50:25
Статья в формате PDF
104 KB...
05 10 2026 8:12:52
Статья в формате PDF
261 KB...
04 10 2026 8:28:34
Важнейшим фактором поддержания селенового статуса организма является феномен эндогенного регулирования, который проявляется как в здоровом организме, так и при различных заболеваниях. Клинические исследования гинекологических больных с гнойно-воспалительными заболеваниями позволили установить, что снижение иммунной защиты организма часто сопровождается снижением уровня селена в сыворотке крови. Обследовано 46 больных (18-37 лет). Бактериологическое типирование подтвердило присутствие: Chlamidia trachomonatis; Ureaplasma urealiticum; St. epidermidis; грам (-) флоры; грам (+) флоры; смешанной флоры; E. Colli; дрожжевых клеток; трихомонад. Интервал концентрации селена в сыворотке крови составил 32,0-89,5мкг/л. Средний показатель 64,8 ± 6,3 мкг/л (при норме 115-120 мкг/л). Показатель уровня селена в сыворотке крови доноров г.Пензы составил 81,0 ± 11,7 мкг/л. Была проведена оценка влияния селенодефицита на течение и прогноз эндотоксикоза. Таким образом, авторегулирование антиоксидантного гомеостаза в организме можно рассматривать как функцию иммунитета, а воздействие фармакологических препаратов как один из методов регулирования селенового статуса населения. ...
03 10 2026 11:29:46
Статья в формате PDF
95 KB...
02 10 2026 15:37:28
Статья в формате PDF
130 KB...
30 09 2026 7:57:11
Статья в формате PDF
118 KB...
29 09 2026 3:56:30
Статья в формате PDF
113 KB...
28 09 2026 14:50:30
Статья в формате PDF
106 KB...
27 09 2026 15:42:10
Статья в формате PDF
221 KB...
26 09 2026 23:28:56
Статья в формате PDF
112 KB...
25 09 2026 4:22:30
Статья в формате PDF
127 KB...
23 09 2026 20:36:35
Статья в формате PDF
112 KB...
22 09 2026 15:12:32
Статья в формате PDF
97 KB...
21 09 2026 3:46:34
Статья в формате PDF
122 KB...
20 09 2026 5:30:35
Статья в формате PDF
260 KB...
19 09 2026 13:46:27
Статья в формате PDF
251 KB...
18 09 2026 6:24:23
Статья в формате PDF
109 KB...
17 09 2026 11:56:51
Статья в формате PDF
120 KB...
16 09 2026 22:19:36
Статья в формате PDF
123 KB...
15 09 2026 6:41:33
Статья в формате PDF
248 KB...
14 09 2026 9:16:19
Статья в формате PDF
216 KB...
13 09 2026 20:21:25
Статья в формате PDF
136 KB...
12 09 2026 4:20:12
В этой статье рассматриваются вопросы применения инновационных технологии формирования навыков здорового образа жизни учащихся сельских школ во внеурочное время.
...
11 09 2026 13:32:24
В настоящей статье представлена многокритериальная математическая модель организации личностно-ориентированного обучения учащихся. Построена экстремальная модель на языке теории гиперграфов.
...
10 09 2026 14:41:54
Статья в формате PDF
280 KB...
09 09 2026 14:26:49
Статья в формате PDF
115 KB...
08 09 2026 4:47:35
Статья в формате PDF
109 KB...
07 09 2026 9:29:43
В рамках данной статьи была построена математическая модель старения в форме онтогенетического компромисса процессов канцерогенеза и оксидативного стресса. Старение присуще всем объектам живой и неживой природы. Накопление повреждений в результате оксидативногостресса приводит к зависимому от возраста повреждению тканей, канцерогенезу и, наконец, к старению.С одной стороны, действие активных форм кислорода приводит к повреждению клеток, и, как следствие, к paку. С другой стороны, активные формы кислорода являются средством борьбы с опухолевыми клетками. Компромисс состоит в поддержании уровня свободных радикалов, эффективно подавляющего опухолевые клетки, и в то же время не сильно наносящего вред организму. На основе математической разработана имитационная компьютерная модель старения с возможностью изменений параметров интенсивностей появления опухолевых клеток, размножения, негативного воздействия свободных радикалов, ответа иммунитета. Проведен эксперимент по выявлению максимальной средней продолжительности жизни в зависимости от параметра гомеостатической хаpaктеристики.
...
06 09 2026 15:45:26
Статья в формате PDF
103 KB...
05 09 2026 18:12:57
Статья в формате PDF
105 KB...
03 09 2026 10:30:48
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::
