Гидрокрекинг растительного масла на боратсодержащих катализаторах. Влияние природы и содержания гидрогенизирующего компонента

Проведено сравнение катализаторов на основе металлов (Pt, Pd) и оксидов металлов (NiO, Co3O4, MoO3, WO3), закрепленных на поверхности боратсодержащего оксида алюминия (B2O3-Al2O3), в процессе гидрокрекинга подсолнечного масла при температуре 400 °С, давлении 4,0 МПа и массовой скорости подачи сырья 5,0 ч–1. Методами ТПВ H2, ИК-спектроскопии адсорбированного CO и ЭСДО показано, что гидрогенизирующие компоненты катализаторов представляют собой Pt0 и Pd0, смеси Ni2+ + Ni0, Co2+ + Co0 или смеси высших и частично восстановленных оксидов Mo и W. Установлено, что катализаторы, включающие Pt, Pd, NiO и Co3O4, обеспечивают полную гидродеоксигенацию масла. Основными реакциями удаления кислорода на Pt- и Pd-системах являются декарбоксилирование и гидродекарбонилирование. Для катализаторов с NiO и Co3O4 характерно протекание реакций ≪восстановления≫ и метанирования. Наиболее высокие значения выхода дизельной фракции получены на катализаторах Pt/B2O3-Al2O3 с содержанием металла 0,3–1,0 мас.%. Наряду с н-алканами в состав получаемых на данных катализаторах дизельных фракций входят изоалканы и циклоалканы (примерно до 40 мас.%), а ароматические углеводороды присутствуют в следовых количествах. Проведение процесса гидрокрекинга на Pt-системе при 400 °С в течение 20 ч при массовой скорости подачи сырья 1,0 ч–1 позволяет получать дизельную фракцию с выходом не менее 82,0 мас.% и содержанием изоалканов не менее 76,1 мас.%.

одностадийный гидрокрекинг, растительное масло, нанесенные катализаторы, боратсодержащий оксид алюминия, возобновляемое дизельное топливо

1. Лавренов А.В., Богданец Е.Н., Чумаченко Ю.А., Лихолобов В.А. // Катализ в промышленности. 2011. № 3. С. 41–51.

2. Huber G.W., O’Connor P., Corma A. // Appl. Catal. A. 2007. Vol. 329. P. 120.

3. Сноре М., Мяки-Арвела П., Симакова И.Л., Мюллюойа Ю., Мурзин Д.Ю. // Сверхкритические флюиды: Теория и практика. 2009. Т. 4. С. 3.

4. Kubička D., Kaluža L. // Appl. Catal. A. 2010. Vol. 372. P. 199.

5. Šimáček P., Kubička D., Kubičková I., Homola F., Pospíšil M., Chudoba J. // Fuel. 2011. Vol. 90. P. 2473.

6. Kim S. K., Brand S., Lee H-S., Kim Y., Kim J. // Chemical Engineering Journal. 2013. Vol. 228. P. 114.

7. Liu Y., Sotelo-Boyás R., Murata K., Minowa T., Sakanishi K. // Chemistry Letters. 2009. Vol. 38, No. 6. P. 552.

8. Liu Y., Sotelo-Boyás R., Murata K., Minowa T., Sakanishi K. // Energy Fuels. 2011. Vol. 25. P. 4675.

9. Sharma R.K., Anand M., Rana B.S., Kumar R., Farooqui S.A., Sibi M.G., Sinha A.K. // Catal. Today. 2012. Vol. 198. P. 314.

10. Sinha A.K., Anand M., Rana B. S., Kumar R., Farooqui S. A., Sibi M. G., Kumar R., Joshi R. K. // Catal. Surv. Asia. 2013. Vol. 17. P. 1.

11. Gong S., Shinozaki A., Qian E. W. // Ind. Eng. Chem. Res. 2012. Vol. 51. P. 13953.

12. Gong S., Chen N., Nakayama S., Qian E. W. // J. Mol. Catal. A. 2013. Vol. 370. P. 14.

13. Hancsók J., Krár M., Magyar Sz., Boda L., Hollo A., Kalló D. // Microporous and Mesoporous Materials. 2007. Vol. 101. P. 148.

14. Hancsók J., Krár M., Magyar Sz., Boda L., Holló A. and Kalló D. // Studies in Surface Science and Catalysis. 2007. Vol. 170. P. 1605.

15. Qin Y., Chen P., Duan J., Han J., Lou H., Zheng X., Hong H. // RSC Advances. 2013. Vol. 3. P. 17485.

16. Han J., Duan J., Chen P., Lou H., Zheng X., Hong H. // Green Chem. 2011. Vol. 13. P. 2561.

17. Monnier J., Sulimma H., Dalai A., Caravaggio G. // Appl. Catal. A. 2010. Vol. 382. P. 176.

18. Wang H., Yan S., Salley S.O., Ng K.Y. S. // Fuel. 2013. Vol. 111. P. 81.

19. Herskowitz M., Landau M. V., Reizner Y., Berger D. // Fuel. 2013. Vol. 111. P. 157.

20. Wang C., Liu Q., Liu X., Yan L., Luo C., Wang L., Wang B., Tian Z. // Chinese Journal of Catalysis. 2013. Vol. 34. P. 1128–1138.

21. Chen N., Gong S., Shirai H., Watanabe T., Qian E.W. // Appl. Catal. A. 2013. Vol. 466. P. 105.

22. Liu Q., Zuo H., Zhang Q., Wang T., Ma L. // Chinese Journal of Catalysis. 2014. Vol. 35. P. 748.

23. Duan J., Han J., Sun H., Chen P., Lou H., Zheng X. // Catalysis Communications. 2012. Vol. 17. P. 76.

24. Лавренов А.В., Булучевский Е.А., Карпова Т.Р., Моисеенко М.А., Михайлова М.С., Чумаченко Ю.А., Скорплюк А.А., Гуляева Т.И., Арбузов А.Б., Леонтьева Н.Н., Дроздов В.А. // Химия в интересах устойчивого развития. 2011. № 1. С. 87.

25. Лавренов А.В., Дуплякин В.К. // Кинетика и катализ. 2009. Т. 50. № 2. С. 249.

26. Платина // Химическая энциклопедия: в 5-ти томах. Т. 3. М.: Большая Российская энциклопедия, 1992. С. 568–569.

27. Палладий // Химическая энциклопедия: в 5-ти томах. Т. 3. М.: Большая Российская энциклопедия, 1992. С. 440–441.

28. Mansour Seham A.A. // Thermochimica Acta. 1993. Vol. 228. P. 173.

29. Mansour Seham A.A. // Materials Chemistry and Physics. 1994. Vol. 36. P. 317.

30. Hanafi Z.M., Khilla M.A., Askar M.H. // Thermochimica Acta. 1981. Vol. 45. P. 221.

31. Плясова Л.М., Молина И.Ю., Кустова Г.Н., Литвак Г.С., Низовский А.И., Гаврилов А.Н. // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2009. № 11. С. 27.

32. French G.J., Sale F.R. // Journal of Materials Science. 1981. Vol. 16. P. 3427.

33. Воробьев В.Н., Агзамходжаева Д.Р., Микита В.П., Абидова М.Ф. // Кинетика и катализ. 1984. Т. 25. № 1. C. 190.

34. Ниваров В.А., Агзамходжаева Д.Р., Воробьев В.Н., Абидова М.Ф., Разиков К.Х. // Кинетика и катализ. 1985. Т. 26. № 6. C. 1446.

35. Никеля оксиды // Химическая энциклопедия: в 5-ти томах. Т. 3. М.: Большая Российская энциклопедия, 1992. С. 245.

36. Кобальта оксиды // Химическая энциклопедия: в 5-ти томах. Т. 2. М.: Советская энциклопедия, 1990. С. 417–418.

37. Молибдена оксиды // Химическая энциклопедия: в 5-ти томах. Т. 3. М.: Большая Российская энциклопедия, 1992. С. 128.

38. Вольфрама оксиды // Химическая энциклопедия: в 5-ти томах. Т. 1. М.: Советская энциклопедия, 1988. С. 421–422.

39. Воробьев В.Н., Ризаева Н.Г., Абидова М.Ф. // Кинетика и катализ. 1990. Т. 31. № 1. C. 163.

40. Arnoldy P., Moulijn J.A. // Journal of Catalysis. 1985. Vol. 93. I.1. P. 38.

41. Коронцевич А.Ю., Молодоженюк Т.Б., Воробьев В.Н., Абидова М.Ф. // Узбекский химический журнал. 1991. № 4. С. 17.

42. Curtin T., McMonagle J.B., Hodnett B.K. // Applied Catalysis A: General. 1992. Vol. 93. P. 91.

43. Соломенников А.А., Давыдов А.А. // Кинетика и катализ. 1984. Т. 25. № 2. С. 403.

44. Тарасов А.Л., Швец В.А., Казанский В.Б. // Кинетика и катализ. 1989. Т. 30. № 2. С. 396.

45. Давыдов А.А. ИК-спектроскопия в химии поверхности окислов. Новосибирск: Наука, 1984. 246 с.

46. Орлова Л.Б., Лохов Ю.А., Ионе К.Г., Давыдов А.А. // Известия АН СССР, серия химическая. 1979. № 9. С. 1937.

47. Чыонг Т.Т., Давыдов А.А. // Журнал физической химии. 1989. № 1. С. 271.

48. Hadjiivanov K.I., Vayssilov G.N. // Advances in Catalysis. 2002. Vol. 47. P. 307.

49. Lieske H., Lietz G., Spindler H., Volter Y. // Journal of Catalysis. 1983. Vol. 81. № 1. P. 16.

50. Воробьев В.Н., Агзамходжаева Д.Р., Микита В.П., Абидова М.Ф. // Журнал прикладной химии. 1984. № 11. С. 2477.

51. Torres-Mancera P., Ramírez J., Cuevas R., Gutiérrez-Alejandre A., Murrieta F., Luna R. // Catalysis Today. 2005. Vol. 107–108. P. 551.

52. Ниваров В.А., Агзамходжаева Д.Р., Воробьев В.Н., Абидова М.Ф., Разиков К.Х. // Журнал неорганической химии. 1985. Т. 30. № 10. C. 2483.

53. Воробьев Л.Н., Калиневич А.Ю., Талипов Г.Ш. // Кинетика и катализ. 1978. Т. 19. № 3. С. 737.

54. Субботина И.Р., Шелимов Б.Н., Казанский В.Б. // Кинетика и катализ. 1998. Т. 39. № 1. С. 192.

55. Ермаков Ю.И. Закрепленные комплексы на окисных носителях в катализе / Ермаков Ю.И., Захаров В.А., Кузнецов Б.Н. Новосибирск: Наука, 1980. 248 c.

56. Мелкумян Ф.Ш., Молодоженюк Т.Б., Воробьев В.Н., Разиков К.Х. // Журнал прикладной химии. 1988. № 10. С. 2185.

57. Навалихина М.Д., Крылов О.В. // Успехи химии. 1998. Т. 67. № 7. С. 656.

58. Da Rocha Filho G. N., Brodzki D. and Djéga-Mariadassou G. // Fuel.