Макет страницы
ющей прокалке получается водородная форма цеолитов в результате реакции:
Каталитические свойства и термическая стабильность цеолитов сильно зависят от природы катиона. Цеолиты с одновалентными катионами металлов в реакциях каталитического крекинга неактивны. Наиболее активны, но термически нестабильны Н-формы цеолитов. Цеолиты типов X и Y, в которых часть катионов Na+ замещена на протоны, а часть — на двухвалентные или трехвалентные ионы (Ca2+, Mg2+, редкоземельных элементов), обладают высокими активностью, селективностью и термостабильностью. Цеолиты типа Y более активны и термостабильны, чем цеолиты типа X.
В процессе синтеза цеолиты образуются в виде тонких кристаллических порошков, размеры кристаллов составляют несколько микрометров. Удельная поверхность их порядка 1000 м2/г, внешняя поверхность кристаллов не превышает 10 м2/г. Катализаторы крекинга получают введением 5—20 % (по массе) цеолита в качестве наполнителя в аморфный силикат (золь или гель), служащий матрицей. Хотя матрица аморфного алюмосиликата обладает собственной активностью, крекинг ведется главным образом цеолитом, так как он значительно более активен. В то же время цеолитсодержащие катализаторы обладают большей термической стабильностью, чем те же цеолиты в чистом виде. Скорость реакции на единицу массы цеолита на 2—3 порядка больше, чем в случае аморфного алюмосиликата. Такие цеолитсодержащие катализаторы имеют ряд очень серьезных преимуществ перед аморфными алюмосиликатами. Они не только более активны, но и значительно селективнее по целевому продукту каталитического крекинга— бензину; выход газа, кокса и тяжелого газойля при использовании цеолитсодержащего катализатора ниже. Цеолитсодержащие катализаторы значительно активнее аморфных алюмосиликатов в реакции переноса водорода, в результате чего бензины содержат больше аренов и изоалканов и меньше — алкенов. Эти катализаторы также более стойки к отравлению каталитическими ядами, и более термостабильны. В результате этих преимуществ они практически вытеснили аморфные алюмосиликатные катализаторы из употребления.
Вопрос о том, какова природа активных центров алюмосили-катных катализаторов, до настоящего времени окончательно не решен. Ряд авторов считает, что катализ осуществляется кислотными центрами Бренстеда, другие приписывают определяющую
NH+
—>- NH3 +
NH;
