Исследование реакции олигомеризации смеси этилен–пропилен на катализаторе HZSM-5/Al2O3

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Проведено исследование реакции олигомеризации смеси этилен–пропилен в среде азота и водорода в присутствии катализатора HZSM-5/Al2O3. Показано, что в среде водорода достигается высокая конверсия сырья (около 100%)и стабильность работы катализатора во времени. При этом с течением времени в различных средах состав продуктов изменяется по-разному: в среде азота наблюдается увеличение селективности образования алканов, в том числе этана и пропана (до 51 мас.%), в то время какв среде водорода происходит увеличение селективности образования жидких углеводородов С5+(до 40 мас.%) за счет снижения селективности образования пропанапри постоянной селективности образования этана. При этом групповой состав жидкойфракции С8+изменяется незначительно в сторону образования алканов (на 5мас.%). Увеличение температуры с 250 до 340°Cи давления с 10 до 20 атм приводит к увеличениюконверсии сырья до 98–100% и перераспределению продуктов реакции в сторонуобразования более тяжелых углеводородов—С7, С10, С12. При этом увеличение температуры значительно ускоряет реакцию взаимодействия пропиленаи бутенов, а увеличение давления влияет на скорость взаимодействия этиленас пропиленом.

Об авторах

М. В. Магомедова

Институт нефтехимического синтеза им. А. В. Топчиева РАН; Институт тонких химических технологий им. М. В. Ломоносова, Российский технический университет (РТУ МИРЭА)

Email: podlesnaya@ips.ac.ru
г. Москва, 119991 Россия; г. Москва, 119454 Россия

И. А. Давыдов

Институт нефтехимического синтеза им. А. В. Топчиева РАН

Email: podlesnaya@ips.ac.ru
г. Москва, 119991 Россия

Е. Г. Галанова

Институт нефтехимического синтеза им. А. В. Топчиева РАН

Email: podlesnaya@ips.ac.ru
г. Москва, 119991 Россия

А. В. Старожицкая

Институт нефтехимического синтеза им. А. В. Топчиева РАН

Email: podlesnaya@ips.ac.ru
г. Москва, 119991 Россия

А. Л. Максимов

Институт нефтехимического синтеза им. А. В. Топчиева РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: podlesnaya@ips.ac.ru
г. Москва, 119991 Россия

Список литературы

  1. Peng A., Huang Z.,Li G. Ethylene oligomerization catalyzed by different homogeneous orheterogeneous catalysts // Catalysts. 2024. V. 14. P. 268. https://doi.org/10.3390/catal14040268
  2. Tabak S.A., Krambeck F.J., Garwood W.E. Conversion of propylene andbutylene over ZSM-5 catalyst // AIChE J. 1986. V. 32.P. 1526–1531. https://doi.org/10.1002/aic.690320913
  3. Tabak S.A., Yurchak S. Conversion of methanol overZSM-5 to fuels and chemicals // Catal. Today. 1990. V. 6. № 3. P. 307–327. https://doi.org/10.1016/0920-5861(90)85007-B
  4. Baliban R.C., Elia J.A.,Floudas C.A., Xiao X., Zhang Z.,Li J., Cao H.,Ma J., Qiao Y., Hu X.Thermochemical conversion of duckweedbiomass to gasoline, diesel, and jet fuel: process synthesis andglobal optimization // Ind. Eng. Chem. Res. 2013. V. 52. № 33. P. 11436–11450. https://doi.org/10.1021/ie3034703
  5. Jin F., YanY., Wu G. Ethylene oligomerization over H- and Ni-formaluminosilicate composite with ZSM-5 and MCM-41 structure: effect of aciditystrength, nickel site and porosity // Catal. Today. 2020. V.355. P. 148–161. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2019.06.050
  6. Li X., Han D., Wang H., LiuG., Wang B., Li Z., Wu J.Propene oligomerization tohigh-quality liquid fuels over Ni/HZSM-5 // Fuel. 2015. V. 144.P. 9–14. http://dx.doi.org/10.1016/j.fuel.2014.12.005
  7. Díaz M., Epelde E., Tabernilla Z., AtekaA., Aguayo A.T.,Bilbao J. Operating conditions to maximize cleanliquid fuels yield by oligomerization of 1-butene on HZSM-5 zeolitecatalysts // Energy. 2020. V. 207. P. 118317. https://doi.org/10.1016/j.energy.2020.118317
  8. Ning X.,Chen J., Zuo Q., Li W., Zheng J., Li R.Fluoride-treated IM-5 zeolite as a highly active catalyst for theproduction of jet fuels by the oligomerization of 1-hexene //Fuel Process. Technol. 2022. V. 236. P. 107420. https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2022.107420
  9. MoonS., Chae Ho-J., Park M.B. Oligomerization of light olefins overZSM-5 and beta zeolite catalysts by modifying textural properties //Appl. Catal. A: Gen. 2018. V. 553.P. 15–23. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2018.01.015
  10. MonamaW., Mohiuddin E., Thangarai B., Mdeleleni M.M., Key D.Oligomerizationof lower olefins to fuel range hydrocarbons over texturally enhancedZSM-5 catalyst // Catal. Today. 2020. V. 342. P. 167–177. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2019.02.061
  11. Fuchs C., ArnoldU., Sauer J.Synthesis of sustainableaviation fuels via (co-)oligomerization of light olefins // Fuel. 2025.V. 382. P. 133680. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2024.133680
  12. Babu B.H., Lee M., Hwang D.W.,Kim Y., Chae Ho-J. An integrated process for production ofjet-fuel range olefins from ethylene using Ni-AlSBA-15 and Amberlyst-35 catalysts// Appl. Catal. A: Gen. 2017. V. 530. P. 48–55. http://dx.doi.org/10.1016/j.apcata.2016.11.020
  13. Panpian P.,Tran T.T.V., KongparakulS., Attanatho L., Thanmongkhon Y., WangP., Guan G., ChanlekN., Poo-arporn Y.,Samart C.Production of bio-jet fuel throughethylene oligomerization using NiAlKIT-6 as a highly efficient catalyst //Fuel. 2021. V. 287. P. 119831.https://doi.org/10.1016/j.fuel.2020.119831
  14. Moussa S., Arribas M.A., Concepcion P., Martinez A.Heterogeneous oligomerization of ethylene toliquids on bifunctional Ni-based catalysts: The influence of support propertieson nickel speciation and catalytic performance // Catal. Today. 2016.V. 277. P. 78–88. http://dx.doi.org/10.1016/j.cattod.2015.11.032
  15. Muraza O.Maximizing diesel production througholigomerization: A landmark opportunity for zeolite research // Ind. Eng.Chem. Res. 2015. V. 54. № 3. P. 781–789. https://doi.org/10.1021/ie5041226
  16. Martínez A., Arribas M.A., Concepción P., Moussa S. New bifunctionalNi-H-Beta catalysts for the heterogeneous oligomerization of ethylene // Appl.Catal. A: Gen. 2013. V. 467. P. 509–518. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2013.08.021
  17. KoninckxE., Mendes P.S.F., Thybaut J.W., Broadbelt L.J. Ethylene oligomerization onnickel catalysts on a solid acid support: From new mechanisticinsights to tunable bifunctionality // Appl. Catal. A: Gen. 2021.V. 624. P. 118296. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2021.118296
  18. Ganjkhanlou Y., Berlier G., Groppo E.,Borfecchia E., Bordiga S.In situ investigation of the deactivationmechanism in Ni-ZSM5 during ethylene oligomerization // Top. Catal. 2017.V. 60. P. 1664–1672. https://doi.org/10.1007/s11244-017-0845-6
  19. Jin F., Zhang P., Wu G.Fundamental kinetics model of acidity-activity relation for ethylene oligomerizationand aromatization over ZSM-5 zeolites // Chem. Eng. Sci. 2021.V. 229. P. 116144. https://doi.org/10.1016/j.ces.2020.116144
  20. Li C., Dong X., Yu Y.Mechanism insight into ethylene oligomerization on zeolite K-LTA surface: A DFT andkMC study // Appl. Surf. Sci. 2023. V. 626. P. 157298. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2023.157298
  21. Hawkins A.P.,Zachariou A., Parker S.F., Collier P., Silverwood I.P., Howe R.F., Lennon D.Onset of propene oligomerizationreactivity in ZSM-5 studied by inelastic neutron scattering spectroscopy //ACS Omega. 2020. V. 5. № 14. P. 7762–7770. https://dx.doi.org/10.1021/acsomega.9b03503
  22. Magomedova M.V., Afokin M.I.,Starozhitskaya A.V., Galanova E.G. Pilot testof olefin synthesis from dimethyl ether in a synthesis gasatmosphere // Ind. Eng. Chem. Res. 2021. V. 60. № 12. P. 4602–4609. https://doi.org/10.1021/acs.iecr.1c00363
  23. Tabernilla Z., Ateka A., Aguayo A.T.,Bilbao J., Epelde E. Low-pressure oligomerization of diluted ethylene ona HZSM-5 zeolite catalyst // J. Clean. Prod. 2024. V. 441. P. 141072. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2024.141072

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».