УДК 544.47
AGRIS P33

Каталитическая трансформация метанола / диметилового эфира в углеводороды с использованием Zn-модифицированного цеолита H-ZSM-5

Исследование выполнено в рамках проекта РНФ 18-79-10157

Каталитическая трансформация метанола / диметилового эфира в углеводороды с использованием Zn-модифицированного цеолита H-ZSM-5
©Дзюба М. А., Тверской государственный технический университет, г. Тверь, Россия, maria.dziuba2017@yandex.ru
©Навроцкая И. В., Тверской государственный технический университет, г. Тверь, Россия
©Бровко Р. В., ORCID: 0000-0001-9945-566X, SPIN-код: 1638-1220, Ивановский химико-технологический университет, г. Иваново, Россия, romanvictorovich69@mail.ru
©Долуда В. Ю., ORCID: 0000-0002-2865-9945, SPIN-код: 8836-6137, д-р хим. наук, Ивановский химико-технологический университет, г. Иваново, Россия, doludav@yandex.ru

Аннотация. Повсеместно истощающиеся запасы традиционных углеводородов требуют разработки технологии получения синтетических углеводородов из возобновляемых источников или отходов производства и жизнедеятельности человека. В настоящее время среди возможных способов получения синтетических углеводородов необходимо отметить метод Фишера-Тропша и метод каталитической трансформации метанола / диметилового эфира. При этом получение синтетических углеводородов из синтез-газа, метод Фишера-Тропша, пригоден для получения углеводородов линейного строения. Синтез углеводородов с использованием метанола / диметилового эфира пригоден для получения олефинов, разветвленных парафинов, ароматических и полиароматических углеводородов. При этом в зависимости от условий проведения синтеза возможно преимущественное получение определенного типа углеводородов, что существенно повышает ценность этого процесса. В представленной статье исследуется модификация цеолита типа Н-ZSM-5 цинком с целью увеличения выхода жидких углеводородов, для чего цеолит в кислотной форме обрабатывался растворами ацетата цинка разной концентрацией с последующим кальцинированием образцов. Эффективность работы катализаторов исследована в проточной трубчатой установке, также определена поверхностная кислотность образцов. Увеличение содержания цинка в цеолите способствовало уменьшению кислотности образцов и модификации их активных центров. Однако, при высоком содержании цинка происходит образование отдельной оксидной фазы, что способствует некоторому увеличению кислотности. Модификация цеолита цинком приводит к уменьшению скорости трансформации диметилового эфира и скорости образования жидких углеводородов. Однако, общее уменьшение кислотности и модификация цеолита цинком способствует существенному уменьшению количества образующихся тяжелых ароматических соединений, при этом наблюдается увеличение количества образующихся газообразных и жидких углеводородов.

Ключевые слова: метанол, диметиловый эфир, цеолиты, катализатор, H-ZSM-5.

Methanol / Dimethyl Ether Catalytic Transformation Over Zn-modified H-ZSN-5 Zeolite
©Dziuba M., Tver State Technical University, Tver, Russia, maria.dziuba2017@yandex.ru
©Navrotskaya I., Tver State Technical University, Tver, Russia
©Brovko R., ORCID: 0000-0001-9945-566X, SPIN-code: 1638-1220, Ivanovo State University of Chemical Technology, Ivanovo, Russia, romanvictorovich69@mail.ru
©Doluda V., ORCID: 0000-0002-2865-9945, SPIN-code: 8836-6137, Dr. habil., Ivanovo State University of Chemical Technology, Ivanovo, Russia, doludav@yandex.ru

Abstract. The universally depleting reserves of traditional hydrocarbons require the development of a technology for producing synthetic hydrocarbons from renewable sources or human waste. Currently, among the possible methods for producing synthetic hydrocarbons, it is necessary to note the Fischer-Tropsch method and the method of methanol / dimethyl ether catalytic transformation. Moreover, the production of synthetic hydrocarbons from synthesis gas — the Fischer-Tropsch method, is suitable for the production of linear hydrocarbons. The hydrocarbons synthesis using methanol / dimethyl ether is suitable for the production of olefins, branched paraffins, aromatic and polyaromatic hydrocarbons. Depending on the synthesis conditions, it is possible to preferentially obtain a certain type of hydrocarbon, which significantly increases the value of this process. In this article modification of zeolite type H-ZSM-5 with zinc is studied in order to increase the yield of liquid hydrocarbons. Zeolite in acid form was treated with zinс acetate solutions of different concentrations, followed by calcination of the samples. The efficiency of the catalysts was studied in a flow tube reactor set-up, and the surface acidity of the samples was also determined. An increase in the zinc content in zeolite contributed to a decrease in the acidity of the samples and modification of their active centers. However, at high zinc content, a separate oxide phase forms, which contributes to a slight increase in acidity. Modification of zeolite with zinc leads to a decrease in the rate of transformation of dimethyl ether and the rate of liquid hydrocarbons formation. However, a general decrease in acidity and modification of zeolite with zinc contributes to a significant decrease in the amount of heavy aromatic compounds formed, with an increase in the amount of gaseous and liquid hydrocarbons being formed.

Keywords: methanol, dimethyl ether, zeolites, catalyst, H-ZSM-5.

Ссылка для цитирования:

Дзюба М. А., Навроцкая И. В., Бровко Р. В., Долуда В. Ю. Каталитическая трансформация метанола / диметилового эфира в углеводороды с использованием Zn-модифицированного цеолита H-ZSM-5 // Бюллетень науки и практики. 2020. Т. 6. №5. С. 21-28. https://doi.org/10.33619/2414-2948/54/02

Cite as (APA):

Dziuba, M., Navrotskaya, I., Brovko, R., & Doluda, V. (2020). Methanol / Dimethyl Ether Catalytic Transformation Over Zn-modified H-ZSN-5 Zeolite. Bulletin of Science and Practice, 6(5), 21-28. (in Russian). https://doi.org/10.33619/2414-2948/54/02

© 2015–20 Издательский центр НАУКА И ПРАКТИКА. Сайт создан на Wix.com

  • Facebook Social Icon
  • Twitter Social Icon