Hzsm-5 katalysator voor hydroforming isomerisatie zsm-5 katalysator

Zure weerstand

Zsm-5 heeft het zeoliet goede zure weerstand, is het bestand tegen diverse zuren behalve fluorwaterstofzuur.

Molverhouding: 15-1000
Nominale Kationenvorm: Ammonium/Waterstof

Na₂o-Gewicht%: 0,05
Oppervlakte, m2/g: 450

Zsm-5

Moleculaire zeef zsm-5 schept unieke en uitzonderlijke eigenschappen op, die in belangrijke processen en toepassingen over een brede waaier van de industrieën wijd aangewend zijn. Algemeen gebruikt in het omzetten van methanol in benzine en diesel evenals olieraffinage, zsm-5 gebleken=zijn= superieur aan amorfe stevige zure katalysators in reacties zoals xyleenisomerisatie, tolueendisproportionation en tolueenalkylation enz. Op ionenuitwisseling of wijziging, kunnen h-zsm-5 zeoliet worden afgeleid om verbeterde paragraaf-selectiviteit ook te bezitten. Alles bij elkaar, maakt de hoge veelzijdigheid van dit zeoliet tot het een echt onontbeerlijk materiaal over vele industrieën.

Inleiding

Moleculaire zeef zsm-5 is een hoogst kiezelaluminosilicatezeoliet met een snijdend en driedimensioneel kanaalsysteem. Zijn chemische formule, NanAlnSi96-nO192 · 16H2O, toont de samenstelling van de eenheidscel van het zeoliet. In deze formule kan zich de variabele, n, van 0 tot 27 uitstrekken. Dit betekent de verhouding van de hoeveelheid siliciummolecules en de aluminiummolecules kunnen binnen een vrij grote waaier met het totale aantal silicium en aluminiummolecules bij 96,1, 2 worden veranderd

Zsm-5 zijn een vorm selectieve katalysator met een unieke structuur, en het is één van de belangrijkste die microporous materialen door een 10 structuur membered van de rings (10-M.) worden gekenmerkt porie. Kokotailo et al. meldde de structuur van zsm-5 in 19783 en de structurele beschrijving van zsm-5 wordt getoond in de lijst in Figuur 1.

Kader zsm-5 bevat een nieuwe configuratie van verbonden tetrahedra, wat de primaire de bouweenheden driedimensionele kanaalsystemen binnen zeolietstructuren zijn. De secundaire de bouweenheid die zich van deze tetrahedra vormt toont een 5-1 regeling, een belangrijkste kenmerk van Pentasil-Zeoliet, waardoor 5 membered zuurstofringen worden gevormd. Tetrahedra veertien combineert die een subeenheid (als Pentasil-Eenheid wordt bedoeld) te vormen met acht gezichten, allen pentagonaal in vorm. De pentagonale subeenheden stellen symmetrie de van 41 m2 (D2d) en de lineaire aaneenschakeling van deze die eenhedenresultaten in tentoon de vorming van kettingen langs de z-as worden uitgebreid. De kaderstructuur vergelijkt aan richtlijnen <010> en <100> in Figuur 2.4 getoond

Figuur 1. Structurele beschrijving van Zeoliet zsm-5

Kader zsm-5 bevat twee reeksen van 10-M. kanalen, die loodlijn doornemen aan elkaar, het rooster. Één reeks kanalen is recht met een lichtjes elliptische dwarsdoorsnede (5,2 x 5,7 Å) en de andere die kanalen in in werking worden gesteld (sinusoïdale) zigzagvorming met een cirkeldwarsdoorsnede (5,3 x 5,6 Å) .5

Figuur 2. Kaderstructuur

De röntgenstraaldiffractie (XRD) is een krachtige en dadelijk beschikbare techniek om de atoomregelingen binnen een zeoliet te bepalen. Als een ander kristallijn materiaal, stelt zeoliet zsm-5 unieke diffractiepatronen tentoon. Dergelijke XRD-analyses zijn nuttig voor structurele identificatie. De XRD-analyse voor zsm-5 toont vijf kenmerkende pieken, zoals aangetoond in Figuur 3, duidelijk wijzend op de MFI-structuur.

Figuur 3. XRD-analyse van Zeoliet zsm-5

SEM-beelden van verandering zsm-5 volgens de de synthesemethode en voorlopers. Verscheidene verschillende morfologie en formulieren van zsm-5 zijn beschikbaar voor aankoop op de Materiële online opslag van ACS.

Synthese

Van het ogenblik was moleculaire zeef zsm-5 met succes samengesteld en zijn uitstekende prestaties in toepassingen werden ontdekt, hebben de onderzoekers tirelessly bij het ontwikkelen van diverse methodes om zsm-5,6-8 te produceren momenteel gewerkt, kunnen de populairste synthesemethodes van zsm-5 ruwweg in de volgende drie categorieën worden verdeeld: synthese in organische amine en anorganische aminesystemen; synthese in ladingssystemen; en de synthese in hydrothermale systemen niet-hydro-thermische systems.9-12 hoewel de voornoemde methodes verschillende malplaatjes inhouden, de grondstoffen (met inbegrip van verschillende siliciumbronnen en aluminiumbronnen) en principes blijft hetzelfde. De structuur van grondstoffen wordt herschikt om de unieke structuren van het poriekanaal te vormen die wij als moleculaire sieves.13-14 hebben gekend

TPA+ en SiO2/Al2O3-de verhoudingen zijn twee belangrijke factoren die de synthese van moleculaire zeef zsm-5 beïnvloeden. De alkaliteit van het gelmengsel is een extra parameter die een dominante rol speelt. De hoge kiezelzuurinhoud van deze structuur maakt het materiaal bijzonder gevoelig voor het oplosbaar maken in hoogst alkalische media. Bij hoge hydroxydeconcentraties, van de de kristalgroei en ontbinding concurreren de fenomenen, resulterend in de vorming van kleinere kristallen.

De studies hebben gewezen op de gemakkelijk kristalliseerbare aard van zeoliet zsm-5 van gelsystemen kan worden gevormd gebruikend verschillende organische templating agenten. Van der Gaag toont aan dat, 6 hexanediol, 1,6 hexanediamine, 1 propanol, 1 propylamine, en pentaerythritol allen de vorming van deze structuur aanmoedigen. Het TPA+-kation is een aangewezen additief in dit geval aan het synthesemengsel, aangezien het sterk zsm-5 structuurvorming over de breedste waaier van SiO2/Al2O3-verhoudingen aanmoedigt. De val van deze methode, echter, omvatten de hoge kosten van de additieven, corrosiviteit en de behoefte aan de verwijdering van de additieven alvorens het zeoliet voor zijn katalytische activiteit aan te wenden. De pogingen zijn gemaakt om zeoliet zsm-5 van een malplaatje-vrij gelmiddel samen te stellen en sommige resultaten zijn gemeld aan opbrengst hoogst kristallijn materiaal zsm-5. De ononderbroken pogingen worden gemaakt om goede kristallijne zsm-5 zeoliet aan lage kosten efficiënt te produceren.

Toepassingen

Theproperties van een bepaald zeoliet zsm-5 hangt van zijn kristallijne kaderregeling, uniformiteit van zijn kanaalgrootte en zuurheid af. Zsm-5 hebben de zeoliet uniform poriën gerangschikt wat aan een voordeel komt wanneer de molecules groter dan de grootte van het kanaal zich niet binnen het zeoliet met uitzonderingen, af en toe, bij de kruisingen kunnen vormen. De porieafmetingen van zeoliet zsm-5 zijn ook uniek geschikt voor de vorming van olefins van C7 en C8-, en hun cyclization aan overeenkomstige aromatische samenstellingen. Dit unieke bezit van zsm-5 beperkt de vorming van tri cyclische aromatische samenstellingen de van Di en, die cokesvoorlopers zijn.

Het bijzondere bezit dat zsm-5 zeoliet vooral voor commerciële toepassingen nuttig maakt is vormselectiviteit. De term „vormselectiviteit werd“ gemunt in 1960 door Weisz en Frilette om de unieke katalytische eigenschappen van kleine porie moleculaire sieves.15 te beschrijven het niet tot dat de beschikbaarheid van synthetische middelgrote 6Å poriezeoliet uitbreidde later het koninkrijk van vormselectiviteit was. Uiteindelijk, was het de uniformiteit en het middelgrote porie openen van zsm-5, samen met de waarschijnlijkheid van het vormen van productmolecules, die de zeoliet van de pentasilfamilie voor vorm selectieve katalyse geschikt maakten. Zsm-5 verschilt het zeoliet zeer van de meeste andere moleculaire zeven in die zin dat zijn vormselectiviteit een zeer brede dynamische range.16 heeft

Over het algemeen, kan de vormselectiviteit in de volgende categorieën worden geclassificeerd: (1) reactantselectiviteit, (2) de Beperkte Selectiviteit van de Overgangsstaat en (3) Productselectiviteit.

(1) reactantselectiviteit

De reactantselectiviteit is wanneer slechts een bepaald type van reactantmolecule, kleiner in grootte in vergelijking met anderen, wordt verspreid en door de katalysatorporiën overgaat. Het proces van de distillaatwasverwijdering van Mobil, bijvoorbeeld, is een selectief proces van de reactantvorm waarin slechts de rechte ketting of de lichtjes vertakte paraffine huidig in een distillaat de zsm-5 poriën kunnen ingaan, waar zij aan lichtere producten gebarsten worden. Dit brengt een minder „wasachtig“ product met lager op stolpunt.

(2) de beperkte Selectiviteit van de Overgangsstaat

Dit komt voor wanneer zowel de reactantmolecules als de productmolecules klein genoeg zijn om door het kanaal te verspreiden, maar de reactietussenpersonen zijn groter dan of reactanten of producten en speciaal beperkt. De monomoleculaire eerder dan bimoleculaire overgangsstaten worden goedgekeurd bij deze voorwaarden. Het belangrijkste voorbeeld van de beperkte selectiviteit van de overgangsstaat is het ontbreken van vroeg het koken in zsm-5 typt moleculaire zeven. Dit type van vormselectiviteit speelt een belangrijke rol in het selectieve barsten van paraffine in familie zsm-5 van zeoliet. Bijvoorbeeld, de sterische spanning van de grotere overgang complex vereist verklaart om 3 te barsten het methylpentaan in zsm-5 de voorgestelde oorzaak van zijn lagere activiteit dan dat van n-hexane is. De methanol aan benzine (MTG) omzetting is een ander belangrijk voorbeeld van de vormselectiviteit van de overgangsstaat, waar de beschikbare ruimte in de holten van zsm-5 de grootste bimoleculaire complexe reactie bepaalt die kan worden gevormd.

(3) productselectiviteit

Dit komt voor wanneer enkele die producten binnen de poriën worden gevormd te omvangrijk om uit zijn te verspreiden en als waargenomen producten te verschijnen. Zij worden of omgezet in minder omvangrijke molecules (b.v. door evenwicht) of desactiveren uiteindelijk de katalysator door de poriën te blokkeren. Disproportionation van m-xylene is het beste voorbeeld van dit. Onder alkylated producten, 1, 3, zal trimethy benzeen 5 bij voorkeur gevormd worden aan omvangrijke productenmolecule 1,3,5 trimethy benzeen. Op dezelfde manier in xyleenisomerisatie, wordt de p-isomeer bij voorkeur gevormd vergeleken bij o-isomeer.

Één van de unieke vorm selectieve kenmerken van h-zsm-5 is zijn paragraaf-selectiviteit in electrophillic substitutiereacties zoals alkylation en disproportionation van alkyl aromaten. Door de zure plaatsactiviteit van het zeoliet aan te passen en de verspreidingsparameters te controleren, kan de hoge paragraaf-selectiviteit worden bereikt.

Conclusie

De voornoemde eigenschappen van zeoliet zsm-5 maakt tot het een hoogst geschikte katalysator voor een ongelooflijk grote verscheidenheid van industriële processen met inbegrip van vorm het selectieve barsten zoals m-zichVormt, distillaatwasverwijdering, en de processen van de smeermiddelwasverwijdering. De aromatisatieprocessen zoals M2, cyclar, het aroforming, en methanol die aan benzine (MTG) vormen zich omzetting profiteren ook hoogst van de zeoliet zsm-5 evenals vorm selectieve omzettingsprocessen zoals xyleenisomerisatie, tolueendisproportionation, ethylbenzeensynthese, en ethyl het tolueensynthese van paragraaf. Het is vanzelfsprekend dat zeoliet zsm-5 een hoogst waardevol materiaal over de hele linie in vele industrieën is.