Покращення якості низькооктанових фракцій вуглеводнів в умовах каталітичної обробки на алюмокремнієвих каталізаторах

Анотація

Пошук нових альтернативних джерел енергії є основним викликом сьогодення. Зменшення видобутку нафти, газу, кам’яного вугілля можна досягти за рахунок раціонального використання біомаси як сировини для паливно-мастильних матеріалів. Термохімічна обробка біомаси дозволяє отримувати вихідну сировину для низки процесів, зокрема відділення вуглеводневих компонентів та їх каталітична обробка дозволяє отримати альтернативні компоненти для моторних палив. Головною перевагою застосування вуглеводневих фракції з біомаси є те, що в них повністю відсутні сірко- або нітрогенвмісні сполуки, які відіграють роль каталітичних отрут.

Каталітичні дослідження проводили в проточному реакторі при об‘ємі завантаженого каталізатора 30см³, температури у зоні реакції - 350±5 °С та тиску 0,1 МПа. Вихідну сировину подавали у реакційну зону за допомогою насоса із постійною швидкістю 1 год^-1. Напрям подачі сировини згори вниз.
У даній роботі показано, що промислові алюмосилікати, являють собою структурні сполуки (Кат.25, Кат.38, Кат.50, Кат.80) та проявляють каталітичні властивості у процесі крекінгу, що відображається в підвищенні октанового числа від 8 до 20 одиниць. Чим вища їх крекуюча активність тим більше утворюється газових продуктів та змінюється фракційний склад в напрямку ізомернних вуглеводнів, що підтверджує газохроматографічний аналіз. За кількістю газової фази та складом рідких продуктів слід відзначити, що найбільш активним каталізатором виявився зразок Кат.25. Дана ефективність пов’язана з хімічним складом та методами синтезу застосованих в процесі каталізаторів, які по своїй природі містять катіони алюмінію (Al³⁺) та кремнію (Si⁴⁺), що безумовно впливає на формування кислотних центрів Бренстеда, які відповідальні за перебіг процесу крекінгу. В свою чергу, каталізатори типу Кат.1 та Кат.2 зі значним вмістом алюмінію та відсутнім каталітичним ефектом можна охарактеризувати як механічну суміш зазначених основних оксидів, а не алюмосилікатну матрицю з певною структурою.
Виходячи з отриманих результатів відновлювальна біомаса є потенційним джерелом для одержання вуглеводневих фракцій, які після процесів каталітичної обробки можуть слугувати якісними високооктановими компонентами альтернативних палив.