Нанесенные на пористый носитель вольфраматциркониевые катализаторы для изомеризации гептана

Приготовлены новые WO3-ZrO2 (WZ) катализаторы с активным металлом палладием на пористых носителях оксидах алюминия различного фазового состава. В качестве носителей использовались оксиды алюминия фирмы Sasol, формованные в виде экструдатов (E), и сферические оксиды алюминия (S), в которых фазовый состав представлен θ-Al2O3, δ-Al2O3 и α-Al2O3 модификациями оксида алюминия. Показано, что фазовый состав носителя оказывает существенное влияние на активность нанесенных катализаторов Pd/WO3-ZrO2 на его основе. При переходе от набора θ- и δ-фаз Al2O3 к фазовому составу θ- и α-Al2O3 наблюдается увеличение активности катализаторов, о чем свидетельствует смещение температурных зависимостей конверсии гептана в область более низких температур на 10–30 °С. Появление фазы α-Al2O3 сопровождается снижением удельной поверхности катализаторов, что приводит к увеличению плотности кислотных центров и, как следствие, изменению активности. Катализаторы Pd/WZ, нанесенные на носители S, характеризуются более высокой кислотностью (3,7–6,3 мкмоль/м2) по сравнению с образцами, нанесенными на носители E (2,8–3,6 мкмоль/м2). Повышенная кислотность катализаторов Pd/WZ/S приводит к усилению побочных реакций крекинга гептана с образованием газообразных С1–С4 углеводородов. В свою очередь, умеренная кислотность катализаторов Pd/WZ/E способствует более высокой селективности образования изомеров гептана (89,2–89,3 % при конверсии гептана 81,5–83,2 %), по сравнению с катализаторами, нанесенными на носители S (селективность изомеризации 84,9–85,6 % при конверсии гептана 80,4–81,4 %).

1. Shamzhy M., Opanasenko M., Concepción P., Martínez A. // Chem. Soc. Rev. 2019. Vol. 48. P. 1095—1149.

2. Niu P., Xi H., Ren J., Lin M., Wang Q., Chen X., Wang P., Jia L., Hou B., Li D. // Catal. Sci. Technol. 2018. Vol. 8. P. 6407—6419.

3. О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и мазуту: Технический регламент Таможенного союза ТР ТС 013/2011.

4. Шакун А.Н., Федорова М.Л. Патент РФ. 2009. № 2408659.

5. Шакун А.Н., Федорова М.Л. // Катализ в промышленности. 2014. № 5. С. 29.

6. Белый А.С., Смоликов М.Д., Кирьянов Д.И., Шкуренок В.А., Белопухов Е.А., Яблокова С.С., Кондрашев Д.О., Клейменов А.В., Егизарьян А.М. Патент РФ. 2017.2640043.

7. Khurshid M., Al-Daous M.A., Hattori H., Al-Khattaf S.S. // Appl. Catal. A Gen. 2009. Vol. 362. P. 75—81.

8. Rabindran Jermy B., Khurshid M., Al-Daous M.A., Hattori H., Al-Khattaf S.S. // Catal. Today. 2011. Vol. 164. P. 148—153.

9. Kuznetsov P.N., Kazbanova A.V., Kuznetsova L.I., Kovalchuk V.I., Mikhlin Y.L. // React. Kinet. Mech. Catal. 2014. Vol. 113. P. 69—84.

10. Смоликов М.Д., Шкуренок В.А., Яблокова С.С., Кирьянов Д.И., Паукштис Е.А., Леонтьева Н.Н., Белый А.С., Дроздов В.А. // Катализ в промышленности. 2016. Т. 16. № 5. С. 51—59.

11. Smolikov M.D., Shkurenok V.A., Bikmetova L.I., Prosvirin I.P., Gulyaeva T.I., Bukhtiyarov A.V., Paukshtis E.A., Bukhtiyarov V.I., Lavrenov A.V. // Mol. Catal. 2022. Vol. 529. Art. 112527.

12. Смоликов М.Д., Бикметова Л.И., Казанцев К.В., Шкуренок В.А., Яблокова С.С., Лавренов А.В. // Катализ в промышленности. 2023. Т. 23. № 1. С. 67—74.

13. Бикметова Л.И., Казанцев К.В., Затолокина Е.В., Дроздов В.А., Шилова А.В., Паукштис Е.А., Смоликов М.Д., Белый А.С. // Химия в интересах устойчивого развития. 2013. Т. 21. № 1. С. 47—53.

14. Smolikov M.D., Shkurenok V.A., Kir’yanov D.I., Belyi A.S. // Catal. Today. 2019. Vol. 329. P. 63—70.

15. Маслянский Г.Н., Шапиро Р.Н. Каталитический риформинг бензинов: химия и технология. Л.: Химия, 1985. 221 с.

16. Пахомов Н.А., Золотовский Б.П. // Химия в интересах устойчивого развития. 2022. Т. 30. С. 68—82.

17. Rietveld H.M. // Journal of applied crystallography. 1969. Vol. 2. P. 65—71.

18. Young R.A. (Ed.). The Rietveld Method. International Union of Crystallography. Oxford University Press, 1993.

19. Karim A.H., Triwahyono S., Jalil A.A., Hattori H. // Appl. Catal. A Gen. 2012. Vol. 433—434. P. 49—57.