Гидрирование пиролизного бензина новым Ni

Oct 04, 2023

Том 12 научных отчетов, номер статьи: 19428 (2022) Цитировать эту статью

Доступы 1918 г.

2 цитаты

12 Альтметрика

Подробности о метриках

Пиролизный бензин – ценный побочный продукт термического распада более тяжелых фракций нефти в олефиновом звене с высоким содержанием ароматики. Чтобы отделить такие ароматические компоненты, этот продукт необходимо сначала гидрировать. В этом докладе новые наноструктурные катализаторы, полученные из цеолитного металлоорганического каркаса, а именно ЗИФ-8 и ЗИФ-67, были использованы для исследования их способности к гидрированию. Благодаря высокой способности к гидрированию никеля структуры ЗИФ-8 и ЗИФ-67 были улучшены никелем посредством синтеза in situ. Кроме того, для увеличения размера пор катализаторов и их электронных свойств синтезированные катализаторы подвергались пиролизу в азотной среде при температуре 450 °С, а пять катализаторов: Co/NC, ZnCo/NC, ZnNi/NC, CoNi/NC и ZnCoNi. /NC были созданы. Результаты показали, что CoNi/NC показал превосходные характеристики гидрирования (конверсия общего количества олефинов 69,5%) по сравнению с другими. Кроме того, синтезированные катализаторы без процесса карбонизации не имели конверсии в процессе гидрирования, поскольку в этих структурах отсутствует активный центр. Синтезированные в настоящее время катализаторы могут конкурировать с дорогостоящими катализаторами гидрирования на основе Pt или Pd благодаря их высокой площади поверхности и отличным электронным свойствам.

Существует несколько применений пиролизного бензина (PyGas), ценного побочного продукта термического разложения более тяжелых фракций нефти в олефиновом агрегате. Он содержит ароматические углеводороды, такие как BTX, их производные и ненасыщенные компоненты, включая моно- и диолефины. Кроме того, PyGas из-за типичного высокого октанового числа может рассматриваться как потенциальное сырье для производства ароматических углеводородов и, следовательно, как сырье для бензиновых смесей1,2,3. Однако для поддержания использования PyGas в процессе необходимо стабилизировать ненасыщенные химические вещества, которые являются смолистыми веществами. А именно, каталитическое гидрирование PyGas было традиционным способом стабилизации таких соединений4,5. Он начинается с селективного гидрирования диолефинов и алкенилароматических соединений при низких температурах без насыщения другими ненасыщенными углеводородами; Полученный продукт может быть использован в качестве основы для бензиновых топливных смесей. После этого ароматические соединения полностью гидрируются для удаления остатков серы или олефинов при высоких температурах, что является вторым этапом процесса3,6.

Гидрирование PyGas в последнее время привлекло большой интерес из-за невысокой стоимости, минимальной токсичности и высокой стойкости к смолам нанесенных никелевых катализаторов7,8,9. Однако из-за массивных агрегатов Ni монометаллические Ni-катализаторы часто имеют низкую каталитическую эффективность. В процессе гидрирования PyGas используются различные биметаллические катализаторы на основе Ni, включая NiPt10, NiZn11, NiMo12 и NiCo12. Показано, что биметаллические катализаторы могут превосходить монометаллические катализаторы в различных промышленных процессах13,14,15. По сравнению с монометаллическими катализаторами Ni или Ru, было показано, что биметаллические катализаторы NiRu обладают синергетическим эффектом в различных каталитических процессах16,17,18. Эти кластеры или сплавы являются результатом тесного контакта между атомами биметалла.

В частности, улучшение характеристик хранения водорода металлоорганических каркасов (MOF) в последние годы сделало катализ гидрирования одним из наиболее благоприятных применений MOF19,20,21,22,23. В химической промышленности широко применяются реакции гидрирования, и эффективный катализатор гидрирования имеет решающее значение в этих процессах. Благодаря своим явным преимуществам материалы MOF могут использоваться в самых разных процессах гидрирования. Кроме того, MOF могут использоваться как в качестве основы для сильно рассеянных, так и критически важных материалов для хранения водорода. В результате МОК в катализе гидрирования имеют преимущество перед другими катализаторами. Однако важно отметить, что не все материалы MOF подходят для каталитического гидрирования. Чтобы исследователи смогли придумать правдоподобные конструкции, они должны принять во внимание уникальные свойства каждого материала MOF и различные происходящие процессы гидрирования.