ИССЛЕДОВАНИЕ КАТАЛИЗАТОРОВ НА ОСНОВЕ МЕЗОПОРИСТОГО АЛЮМОСИЛИКАТА В ПРОЦЕССЕ ДЕАРОМАТИЗАЦИИ МОДЕЛЬНОЙ СМЕСИ: ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И КАТАЛИТИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ
https://doi.org/10.53360/2788-7995-2024-1(13)-44
Аннотация
Ограничение на содержание ароматических углеводородов и серы связано с требованиями экологических стандартов Euro-5. При сгорании эти вещества высвобождают высокотоксичные соединения в атмосферу, негативно воздействуя на здоровье человека и окружающую среду. Кроме того, высокая концентрация ароматических углеводородов в дизельном топливе существенно снижает его качество, приводя к образованию сажи и уменьшению цетанового числа. Согласно стандартам Euro-5, содержание полициклических ароматических углеводородов и соединений серы не должно превышать 8% и 10 мг/кг соответственно. Для решения задачи производства высококачественного дизельного топлива используется процесс гидроочистки в присутствии гетерогенных катализаторов.
В статье представлен синтез мезопористых алюмосиликатов и бифункциональных катализаторов на их основе для изучения активности процесса гидроочистки на модельной смеси. Полученные образцы исследовались с использованием различных физикохимических методов, таких как СЭМ, адсорбция/десорбция азота при низкой температуре, рентгеноструктурный анализ и Фурье-преобразование инфракрасного спектра. Было установлено, что катализаторы Ni/MAS-H-бентонит и Mo/MAS-H-бентонит проявляют высокую активность и селективность в процессе гидроочистки при оптимальных условиях (240°C, 3 МПа и 0,5 ч-1).
Ключевые слова
Об авторах
А. К. АбдрасиловаКазахстан
Альбина Канатовна Абдрасилова – докторант, младший научный сотрудник
050040, Республика Казахстан, г. Алматы, пр. аль-Фараби, 71
Г. К. Василина
Казахстан
Гулзира Кажмуратовна Василина – кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник
050040, Республика Казахстан, г. Алматы, пр. аль-Фараби, 71
К. М. Абдильдина
Казахстан
Камилла Манапқызы Абдильдина – PhD, научный сотрудник
050040, Республика Казахстан, г. Алматы, пр. аль-Фараби, 71
Ф. М. Канапиева
Казахстан
Фатима Мухидиновна Канапиева – ведущий научный сотрудник
050040, Республика Казахстан, г. Алматы, пр. аль-Фараби, 71
Список литературы
1. Yun G. The synthesis and mechanistic studies of a highly active nickel phosphide catalyst for naphthalene hydrodearomatization / G. Yun, Q. Guan, W. Li // RSC Advances. – 2017. – V. 7. – P. 8677-8687.
2. Regulation (EC) No 715/2007 of the European Parliament and of the Council of 20 June 2007 on type approval of motor vehicles with respect to emissions from light passenger and commercial vehicles (Euro 5 and Euro 6) and on access to vehicle repair and maintenance information. – 2007 – V. 030 (13) – P.284-299.
3. Effects of Fuel Sulfur Content and Diesel Oxidation Catalyst on PM Emitted from Light-Duty Diesel Engine / Zhao H., Ge Yu., Wang X. and etc. // Energy Fuels. – 2010. – V. 24. – P. 985-991.
4. Walendziewski J. Hydrodearomatization of diesel fuels using zeolite based catalysts. / J. Walendziewski, J. Grzechowiak, B. Pniak // Erdoel Erdgas Kohle. – 2000. – V. 116. – P. 297-303.
5. Al2O3-TiO2/ Al2O3-TiO2-SiO2 composite-supported bimetallic Pt-Pd catalysts for the hydrodearomatization and hydrodesulfurization of diesel fuel / W. Guofu, D. Aijun, Z. Zhen and etc. // Energy and Fuels. – 2009. – V. 23. – P. 81-85.
6. Hydrotreating of Light Cycle Oil over Supported on Porous Aromatic Framework Catalysts / E. Karakhanov, A. Maximov, Yu. Kardasheva, and etc. // Catalysts. – 2018. – V. 8. – P. 1-15.
7. Salim S.S. Effects of Lewis Acid Catalysts on the Hydrogenation and Cracking of Three-Ring Aromatic and Hydroaromatic Structures Related to Coal / S.S. Salim, A.T. Bell // Fuel. – 1984. – V.63. – P. 469-476.
8. Hydrogenation of Aromatic Hydrocarbons in the Presence of Dibenzothiophene over PlatinumPalladium Catalysts Based on Al-SBA-15 Aluminosilicates / S.I. Shirokopoyas, S.V. Baranova, A.L. Maksimova and etc. // Petroleum Chemistry. –2014. – V. 54. – P. 94-99.
9. Hydrogenation of Aromatic Hydrocarbons over Nickel-Tungsten Sulfide Catalysts Containing Mesoporous Aluminosilicates of Different Nature / E.R. Naranov, A.S. Badeeva, A.A. Sadovnikov and etc. // Petroleum Chemistry. – 2016. – V. 56. – P. 599-606.
10. The mesoporous aluminosilicate application as support for bifunctional catalysts for nhexadecane hydroconversion / G. Vassilina, K. Umbetkaliyeva, A. Abdrassilova, and etc. // Open Chemistry. – 2022 – V. 20. – P. 225-236.
11. Design and synthesis of core-shell structured meso-Cu-SSZ-13@mesoporous aluminosilicate catalyst for SCR of NOx with NH3: Enhancement of activity, hydrothermal stability and propene poisoning resistance / T. Zhang, F. Qiu, J. Li // Applied Catalysis B: Environmental. – 2016. – V. 195. – P. 48-58.
12. A systemic review on development of mesoporous nanoparticles as a vehicle for transdermal drug delivery / P. Kolimi, S. Narala, A.A. Youssef and etc. // Nanotheranostics. – 2023. –V. 7. – P. 70-89.
13. Photoinduced Antibacterial Activity and Cytotoxicity of CdS Stabilized on Mesoporous Aluminosilicates and Silicates / A. Stavitskaya, E. Sitmukhanova, A. Sayfutdinova and etc. // Pharmaceutics. – 2022. – V. 14. – P. 1309.
14. Physisorption of gases, with special reference to the evaluation of surface area and pore size distribution (IUPAC Technical Report) / M. Thommes, K. Kaneko, A.V. Neimark and etc. // Pure Appl. Chem. – 2015. – P. 1-19.
15. Acidic Mesostructured Aluminosilicates Assembled from Economic Acidic Template Characterized by Catalytic Cracking Reactions / M.A. Betiha, M.F. Menoufy, A.M. Al-Sabagh and etc. // Microporous and Mesoporous Materials. – 2015. –V. 204. – P. 15-24.
16. Mesoporous LaVO4/MCM-48 nanocomposite with visible-light-driven photocatalytic degradation of phenol in wastewater / I. Mahboob, S. Shafique, I. Shafiq and etc. // Environmental Research. – 2023. – V. 218. – P. 114983.
17. Highly active iron-promoted hexagonal mesoporous silica (HMS) for deoxygenation of triglycerides to green hydrocarbon-like biofuel / S. Zulkepli, H.V. Lee, N.A. Rahman and etc. // Fuel. – 2022. – V. 308. – P. 121860.
18. Wei Y. An excellent universal catalyst support- mesoporous silica: Preparation, modification and applications in energy-related reactions / Y. Wei, W. Yang, Zh. Yang // International journal of hydrogen energy. – 2022. – V. 47. – P. 9537-9565.
19. Mesoporous Al-HMS and Al-MCM-41 supported Ni-Mo sulfide catalysts for HYD and HDS via in situ hydrogen generation through a WGSR / A.V. Vutolkina, A.P. Glotova, A.V. Zanina and etc. // Catalysis Today. – 2019. – V. 329. – P. 156-166.
20. Bimetallic Co-Fe nanocrystals deposited on SBA-15 and HMS mesoporous silicas as catalysts for Fischer–Tropsch synthesis / L.F.F.P.G. Braganca, M. Ojeda, J.L.G. Fierro, M.I.P. Silva // Applied Catalysis A: General.– 2012. – V. 424. – P. 146-153.
21. Effect of preparation method on active sites variation for catalytic oxidation of toluene over Pt/MCM-48 / W. Gao, X. Tang, H. Yi and etc. // Applied Catalysis A, General. – 2023. – V. 655. – P. 119114.
22. Shi Yu. Microwave preparation of Ti-containing mesoporous materials. Application as catalysts for transesterification / Yu. Shi, Sh. Wang, X. Ma // Chemical Engineering Journal. – 2011. – V. 166. –P. 744-750.
23. Cordoba G. Study of Xerogel-Glass Transition of CuO/SiO2 / G. Cordoba, R. Arroyo, J.L.G. Fierro, M. Viniegra // Journal of Solid State Chemistry. – 1996. – V. 123. – P. 93-99.
24. Influence of active phase structure of CoMo/Al2O3 catalyst on the selectivity of hydrodesulfurization and hydrodearomatization / W. Chen, X. Long, M. Li, and etc. // Catalysis Today. – 2017. – V. 292. – P. 97-109.
25. Nguyen T.T. Synthesis of mesoporous Ti-inserted SBA-15 and CoMo/Ti-SBA-15 catalyst for hydrodesulfurization and hydrodearomatization / T.T. Nguyen, E.W. Qian // Microporous and Mesoporous Materials. – 2018. – V. 265. – P. 1-7.
Дополнительные файлы
Рецензия
Для цитирования:
Абдрасилова А.К., Василина Г.К., Абдильдина К.М., Канапиева Ф.М. ИССЛЕДОВАНИЕ КАТАЛИЗАТОРОВ НА ОСНОВЕ МЕЗОПОРИСТОГО АЛЮМОСИЛИКАТА В ПРОЦЕССЕ ДЕАРОМАТИЗАЦИИ МОДЕЛЬНОЙ СМЕСИ: ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И КАТАЛИТИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ. Вестник Университета Шакарима. Серия технические науки. 2024;(1(13)):353-361. https://doi.org/10.53360/2788-7995-2024-1(13)-44
For citation:
Abdrassilova A., Vassilina G., Abdildina K., Kanapiyeva F. STUDY OF CATALYSTS BASED ON MESOPOROUS ALUMINOSILICATE IN THE DEAROMATIZATION PROCESS OF A MODEL MIXTURE: PHYSICO-CHEMICAL CHARACTERISTICS AND CATALYTIC ACTIVITY. Bulletin of Shakarim University. Technical Sciences. 2024;(1(13)):353-361. https://doi.org/10.53360/2788-7995-2024-1(13)-44