catalКатализ в промышленностиKataliz v promyshlennosti1816-03872413-6476LLC "KALVIS"10.18412/1816-0387-2018-4-31-40catal-540Research ArticleКАТАЛИЗ В ХИМИЧЕСКОЙ И НЕФТЕХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИCATALYSIS IN CHEMICAL AND PETROCHEMICAL INDUSTRYМодифицирование цеолита ZSM-5 для повышения выхода легких олефинов при крекинге сырья нефтяного и растительного происхожденияModification of ZSM-5 Zeolite in order to Improve the Yield of Light Olefins during Cracking of Oil and Plant MaterialsДоронинВ. П.DoroninV. P.ctls@kalvis.ruЛипинП. В.LipinP. V.ctls@kalvis.ruПотапенкоО. В.PotapenkoO. V.ctls@kalvis.ruВысоцкийВ. В.VysotskyV. V.ctls@kalvis.ruГуляеваТ. И.GulyaevaT. I.ctls@kalvis.ruСорокинаТ. П.SorokinaT. P.ctls@kalvis.ruИнститут проблем переработки углеводородов СО РАН, ОмскРоссияInstitute for Hydrocarbon Processing SB RAS, OmskRussian Federation2018230720181843140Copyright © LLC "KALVIS", 20182018LLC "KALVIS"LLC "KALVIS"https://www.catalysis-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.catalysis-kalvis.ru/jour/article/view/540

Исследовано влияние модифицирования цеолита HZSM-5, входящего в состав бицеолитного катализатора, на превращения гидроочищенного вакуумного газойля, растительного масла, а также смеси вакуумного газойля с растительным маслом в условиях каталитического крекинга. Установлено, что модификация приводит к уменьшению как удельной площади поверхности, так и объема мезо- и микропор цеолита HZSM-5; чем выше содержание фосфора, тем существенней снижаются основные характеристики пористой структуры цеолита. Кроме того, наблюдается снижение общей кислотности P/HZSM-5, а также количественное перераспределение между слабыми и средними кислотными центрами. Каталитические испытания цеолитов в процессе крекинга показали, что модификация фосфором способствует увеличению суммарного выхода пропан-пропиленовой и бутан-бутиленовой фракций с высоким содержанием в них олефинов. Щелочная обработка цеолита HZSM-5 с повышенным силикатным модулем повышает экстракцию кремния и вызывает существенный рост удельной площади поверхности мезопор. Кроме того, происходит превращение сильных кислотных центров цеолита в более слабые и/или изменение доступности этих центров в результате частичного удаления кремния.

The influence of modifying HZSM-5 zeolite as a component of a bizeolite catalyst in transformations of hydrotreated vacuum gasoil, plant oil, and a mixture of vacuum gasoil and plant oil was studied. The modification with phosphorus was established to decrease the specific surface area and meso- and macropore volumes in HZSM-5 zeolite; the higher phosphorus content, the lower main characteristics of the zeolite porous structure. A decrease in the total acidity of P/HZSM-5 and quantitative redistribution between weak and moderate acid sites also was observed. Testing of the zeolites in catalytic cracking revealed that the phosphorus modification favored an increase in the total yield of propane-propylene and butane-butylene fractions containing olefins in high proportions. Alkali treatment of HZSM-4 zeolite with a high silicate module resulted in a higher silicon extraction and in a considerable increase in the specific surface area of mesopores. In addition, strong acid sites of the zeolite were transformed to weaker ones and/or their exposure changed due to partial silicon removal.

каталитический крекингбицеолитный катализаторфосфорвакуумный газойльподсолнечное маслоcatalytic crackingbizeolite catalystphosphorusvacuum gas oilsunflower oilReferencesBortnovsky O., Sazama P., Wichterlova B. // Appl. Catal., A. 2005. V. 287. № 2. P. 203-213.Bortnovsky O., Sazama P., Wichterlova B. // Appl. Catal., A. 2005. V. 287. № 2. P. 203-213.Bezouhanova C.P., Dimitrov Chr., Nenova V., Dimitrov L., Lechert H. // Appl. Catal. 1985. V. 19. № 1. P. 101-108.Bezouhanova C.P., Dimitrov Chr., Nenova V., Dimitrov L., Lechert H. // Appl. Catal. 1985. V. 19. № 1. P. 101-108.Romero M.D., Calles J.A., Rodríguez A., de Lucas A. // Microporous Mater. 1997. V. 9. № 5-6. P. 221-228.Romero M.D., Calles J.A., Rodríguez A., de Lucas A. // Microporous Mater. 1997. V. 9. № 5-6. P. 221-228.Gao X., Tang Z., Zhang H., Ji D., Lu G., Wang Z., Tan Z. // J. Mol. Catal. A: Chem. 2010. V. 325. P. 36-39.Gao X., Tang Z., Zhang H., Ji D., Lu G., Wang Z., Tan Z. // J. Mol. Catal. A: Chem. 2010. V. 325. P. 36-39.Blasco T., Corma A., Martínez-Triguero J. // J. Catal. 2006. V. 237. № 2. P. 267-277.Blasco T., Corma A., Martínez-Triguero J. // J. Catal. 2006. V. 237. № 2. P. 267-277.Rahimi N., Karimzadeh R. // Appl. Catal., A. 2011. V. 398. № 1-2. P. 1-17.Rahimi N., Karimzadeh R. // Appl. Catal., A. 2011. V. 398. № 1-2. P. 1-17.Ding J., Wang M., Peng L., Xue N., Wang Y., He M.-Y. // Appl. Catal., A. 2015. V. 503. P. 147-155.Ding J., Wang M., Peng L., Xue N., Wang Y., He M.-Y. // Appl. Catal., A. 2015. V. 503. P. 147-155.Алтынкович Е.О., Потапенко О.В., Сорокина Т.П., Доронин В.П., Гуляева Т.И., Талзи В.П. // Нефтехимия. 2017. Т. 57. № 2. С. 156—162.Алтынкович Е.О., Потапенко О.В., Сорокина Т.П., Доронин В.П., Гуляева Т.И., Талзи В.П. // Нефтехимия. 2017. Т. 57. № 2. С. 156—162.Xue N., Chen X., Nie L., Guo X., Ding W., Chen Y., Gu M., Xie Z. // J. Catal. 2007. V. 248. № 1. P. 20-28.Xue N., Chen X., Nie L., Guo X., Ding W., Chen Y., Gu M., Xie Z. // J. Catal. 2007. V. 248. № 1. P. 20-28.Caeiro G., Magnoux P., Lopes J.M., Ribeiro F.R., Menezes S.M.C., Costa A.F., Cerqueira H.S. // Appl. Catal., A. 2006. V. 314. № 2. P. 160-171.Caeiro G., Magnoux P., Lopes J.M., Ribeiro F.R., Menezes S.M.C., Costa A.F., Cerqueira H.S. // Appl. Catal., A. 2006. V. 314. № 2. P. 160-171.Wang X., Zhao Z., Xu C., Duan A., Zhang L., Jiang G. // Journal of Rare Earths. 2007. V. 25. № 3. P. 321-328.Wang X., Zhao Z., Xu C., Duan A., Zhang L., Jiang G. // Journal of Rare Earths. 2007. V. 25. № 3. P. 321-328.Awayssa O., Al-Yassir N., Aitani A., Al-Khattaf S. // Appl. Catal., A. 2014. V. 477. P. 172-183.Awayssa O., Al-Yassir N., Aitani A., Al-Khattaf S. // Appl. Catal., A. 2014. V. 477. P. 172-183.Lü Q., Lin X., Wang L., Gao J., Bao X. // Catal. Commun. 2016. V. 83. P. 31-34.Lü Q., Lin X., Wang L., Gao J., Bao X. // Catal. Commun. 2016. V. 83. P. 31-34.Han D., Sun N., Liu J., Li Ch., Shan H., Yang Ch. // Journal of Energy Chemistry. 2014. V. 23. № 4. P. 519-526.Han D., Sun N., Liu J., Li Ch., Shan H., Yang Ch. // Journal of Energy Chemistry. 2014. V. 23. № 4. P. 519-526.Jung J.S., Park J.W., Seo G. // Appl. Catal., A. 2005. V. 288. № 1-2. P. 149-157.Jung J.S., Park J.W., Seo G. // Appl. Catal., A. 2005. V. 288. № 1-2. P. 149-157.Silaghi M.-C., Chizallet C., Raybaud P. // Microporous Mesoporous Mater. 2014. V. 191. P. 82-96.Silaghi M.-C., Chizallet C., Raybaud P. // Microporous Mesoporous Mater. 2014. V. 191. P. 82-96.Melero J.A., Clavero M.M., Calleja G., Garciía A., Miravalles R. and Galindo T. // Energy Fuels. 2010. V. 24. P. 707-717.Melero J.A., Clavero M.M., Calleja G., Garciía A., Miravalles R. and Galindo T. // Energy Fuels. 2010. V. 24. P. 707-717.Bielansky P., Weinert A., Schönberger C., Reichhold A. // Fuel Process. Technol. 2011. V. 92. P. 2305-2311.Bielansky P., Weinert A., Schönberger C., Reichhold A. // Fuel Process. Technol. 2011. V. 92. P. 2305-2311.Shan H., Liu Y., Chen X., Yang C. // Shiyou Xuebao, Shiyou Jiagong/Acta Petrolei Sinica (Petroleum Processing Section) 2015. V. 31. № 2. Р. 460-467.Shan H., Liu Y., Chen X., Yang C. // Shiyou Xuebao, Shiyou Jiagong/Acta Petrolei Sinica (Petroleum Processing Section) 2015. V. 31. № 2. Р. 460-467.Lovás P., Hudec P., Hadvinová M., Ház A. // Fuel Process. Technol. 2015. V. 134. P. 223-230.Lovás P., Hudec P., Hadvinová M., Ház A. // Fuel Process. Technol. 2015. V. 134. P. 223-230.Abbasov V., Mammadova T., Aliyeva N., Abbasov M., Movsumov N., Joshi A., Lvov Y., Abdullayev E. // Fuel. 2016. V. 181. P. 55-63.Abbasov V., Mammadova T., Aliyeva N., Abbasov M., Movsumov N., Joshi A., Lvov Y., Abdullayev E. // Fuel. 2016. V. 181. P. 55-63.Доронин В.П., Сорокина Т.П., Потапенко О.В., Липин П.В., Дмитриев К.И., Короткова Н.В., Гурьевских С.Ю. // Катализ в промышленности. 2016. Т. 16. № 6. С. 69—74.Доронин В.П., Сорокина Т.П., Потапенко О.В., Липин П.В., Дмитриев К.И., Короткова Н.В., Гурьевских С.Ю. // Катализ в промышленности. 2016. Т. 16. № 6. С. 69—74.Доронин В.П., Липин П.В., Потапенко О.В., Журавлев Я.Е., Сорокина Т.П. // Химия в интересах устойчивого развития. 2017. Т. 25. С. 385—392.Доронин В.П., Липин П.В., Потапенко О.В., Журавлев Я.Е., Сорокина Т.П. // Химия в интересах устойчивого развития. 2017. Т. 25. С. 385—392.Карнаухов А.П. Адсорбция. Текстура дисперсных и пористых материалов. Новосибирск: Наука. Сиб. Предприятие РАН, 1999. 470 с.Карнаухов А.П. Адсорбция. Текстура дисперсных и пористых материалов. Новосибирск: Наука. Сиб. Предприятие РАН, 1999. 470 с.Thommes M., Kaneko K., Neimark A.V., Olivier J.P., Rodriguez- Reinoso F., Rouquerol J. and Sing K.S.W. // Pure Appl. Chem. 2015. V. 87. № 9—10. P. 1051-069.Thommes M., Kaneko K., Neimark A.V., Olivier J.P., Rodriguez- Reinoso F., Rouquerol J. and Sing K.S.W. // Pure Appl. Chem. 2015. V. 87. № 9—10. P. 1051-069.Zhu X., Lobban L.L., Mallinson R.A., Resasco D.E. // J. Catal. 2010. V. 271. № 1. P. 88-98.Zhu X., Lobban L.L., Mallinson R.A., Resasco D.E. // J. Catal. 2010. V. 271. № 1. P. 88-98.Jiang G., Zhang L., Zhao Zh., Zhou X., Duan A., Xu Ch., Gao J. // Appl. Catal., A. 2008. V. 340. № 2. P. 176-182.Jiang G., Zhang L., Zhao Zh., Zhou X., Duan A., Xu Ch., Gao J. // Appl. Catal., A. 2008. V. 340. № 2. P. 176-182.Guisnet M., Gnep N.S., Aittaleb D., Doyemet Y.J. // Appl. Catal., A. 1992. V. 87. № 2. P. 255-270.Guisnet M., Gnep N.S., Aittaleb D., Doyemet Y.J. // Appl. Catal., A. 1992. V. 87. № 2. P. 255-270.Katikaneni S.P.R., Adjaye J.D., Idem R.O., and Bakhshi N.N. // Ind. Eng. Chem. Res. 1996. V. 35. P. 3332-3346.Katikaneni S.P.R., Adjaye J.D., Idem R.O., and Bakhshi N.N. // Ind. Eng. Chem. Res. 1996. V. 35. P. 3332-3346.Benson T.J., Hernandez R., French W.T., Alley E.G., Holmes W.E. // J. Mol. Catal. A: Chem. 2009. V. 303. P. 117-123.Benson T.J., Hernandez R., French W.T., Alley E.G., Holmes W.E. // J. Mol. Catal. A: Chem. 2009. V. 303. P. 117-123.Ong Y.K., Bhatia S. // Energy. 2010. V. 35. P. 111-119.Ong Y.K., Bhatia S. // Energy. 2010. V. 35. P. 111-119.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.