Превращение смеси ксилолов и этилбензола на модифицированных ультрасилах

Мамедов Сабит Эюб оглы,

доктор химических наук, профессор,

Ахмедов Эльдар Иса оглы,

доктор химических наук, профессор,

Керимли Фуад Шамсаддин оглы,

кандидат химических наук, научный сотрудник,

Азмамедова Хураман Мовлуд кызы,

научный сотрудник,

Исмаилова Севда Баба кызы,

научный сотрудник.

Бакинский государственный университет.

В настоящее время вызывает интерес изучение возможностей усовершенствования катализаторов изомеризации смеси ксилолов и этилбензола с целью получения п- и о-ксилолов – ценного сырья для нефтехимической промышленности.

Весьма перспективен поиск высокоселектиных катализаторов изомеризации путем модифицирования высококремнеземных цеолитов различными модификаторами [1,с.512; 2,с.4158; 3,с.237].

С этой целью изучена каталитическая активность катализаторов на основе высококремнеземного цеолита типа ультрасил модифицированных лантаном и платиной в реакции изомеризации смеси ксилолов и этилбензола.

Катализаторы готовили из ультрасила с мольным отношением SiO₂/Al₂O₃ равным 200. Н-формы ультрасилов получали через их NH₄-модификации разложением последних при 500-550 ⁰С в течение 5ч в муфельной печи. Катализаторы модифицированные лантаном и платиной получали пропиткой Н-форм цеолитов водными растворами нитрата лантана и тетрааминхлорида платины [4,с.1741]. Образцы сушили на воздухе в течение 16 ч, затем 4 ч в сушильном шкафу при 110 ⁰С и прокаливали 4 ч в муфельной печи при 550 ⁰С. Перед опытом катализаторы активировали в токе воздуха и восстанавливали водородом в течение 5 и 10 ч соответственно при 380 ⁰С. В качестве сырья использовали «нефтяной ксилол» - смесь трех изомеров ксилола и этилбензола (по Гост 9410-78).

Опыты проводили на установке проточного типа со стационарным слоем катализатора объемом 5 см³ в реакторе идеального вытеснения при атмосферном давлении в интервале температур 300-400 ⁰С , объемной скорости подачи сырья 1ч^-1 и мольном отношении Н₂:сырье равном 5.

Анализ продуктов реакции осуществляли хроматографическим методом [4,с.1741].

Результаты превращения смеси ксилолов и этилбензола на модифицированных цеолитных катализаторах приведены в таблице 1.

Таблица 1.

УС^*-ультрасил

Как следует из данных на Н-ультрасиле изомеризация смеси ксилолов и этилбензола протекает неселективно. На Н-ультрасиле существенно протекает диспропорционирование ксилолов и этилбензола в результате которого образуются бензол, толуол, триметилбензолы, метилэтилбензолы и диэтилбензолы. Модифицирование Н-ультрасила лантаном заметно снижает скорость диспропорционирования ксилолов и этилбензола. При одинаковой температуре (350 ⁰С) содержанияе ароматических углеводородов С_9-С₁₀ снижается почти в 2 раза. Дополнительное модифицирование La-ультрасила платиной повышает скорость изомеризации ароматических углеводородов С₈. В интервале температур 350-380 ⁰С практически полностью подавляется реакция диспропорционирования. Продукты реакции не содержает ароматические углеводороды С_9-С₁₀. Итак, наиболее селективно и с достаточной активностью процесс протекает на катализаторе модифицированном лантаном и платиной. На данном катализаторе процесс изомеризации не сопровождается побочными реакциями, что повышает селективность процесса по выходу п- и о-ксилолов.

Литература

1.                  Kaedinq W. Shape-selective reactions wich zeolite catalysits v.Alkylation and disproportioniation of ethylbenzene to produce p-dietylbenzene // J. Cataly. 1985, v.95, № 2, p.512-516.

2.                  Nai Y. Personal Prespective of the development of para selective ZSM-5 catalysts // Ind. Chem. Res. 2001, v.40, p.4157-4161.

3.                  Akpolat O., Gunduz G. Izomerization of m-xylene // J. Appl. Scien., 2005, v.5, № 2, p.236-248.

4.                  Мамедов С.Э., Ахмедов Э.И., Керимли Ф.Ш. Влияние содержания фосфора на физико-химические и каталитические свойства Н-пентасила в реакции изомеризации м-ксилола и метилирования толуола // Журнал прикладной химии, 2006, Т.79, № 10, с.1741-1743.

Поступила в редакцию 10.03.2009 г.