Репецький І. А. Селективна дезактивація зовнішньої поверхні цеолітних каталізаторів алкілування ізобутану бутенами

Дисертацію присвячено розробленню твердого каталізатора як потенціального замінника висококонцентрованих сірчаної та фтористоводневої кислот в процесах алкілування ізобутану бутенами. Основною проблемою, яка виникає при цьому, є досягнення максимально можливої тривалості роботи твердого каталізатора до регенерації. В дисертаційній роботі цю проблему вирішено шляхом селективної дезактиваціі зовнішньої поверхні цеолітних кристалів, які використано в ролі твердих каталізаторів алкілування. Уперше ізоморфним заміщенням алюмінію на кремній в цеоліті типу Х з використанням (NH4)2SiF6 та SiCl4 як силіціюючих агентів та н-тетрадекану й хлориду натрію як агентів, що блокують внутрішньопористий об'єм цеоліту, синтезовано каталізатори із дезактивованою зовнішньою поверхнею та збереженою високою внутрішньопористою активністю й оптимальною кислотною силою активних центрів. Селективна дезактивація зовнішньої поверхні, суттєво знижуючи утворення зовнішньоповерхневого коксу, забезпечує безперешкодний доступ реагентів до внутрішньопористих активних центрів впродовж тривалого часу, завдяки чому роботу каталізатора до регенерації вдалось подовжити із 23 до 175 год - найвищий на сьогодні показник для твердих каталізаторів алкілування. Запропоновано механізми алкілування ізобутану ізобутеном та Н/D-обміну в ізопарафінових молекулах, які з несуперечливих позицій пояснюють найновіші експериментальні результати. Реальний процес алкілування трактовано як паралельний перебіг двох конкуруючих реакцій: через протонування ізобутану до цільових продуктів без коксоутворення та через протонування бутенів, яке не виключає утворення коксу. Переважання тої чи іншої реакції залежить від природи каталізатора й умов реалізації процесу. З механізму реакції, який не вимагає контактування олефінових молекул з активними центрами каталізатора, випливає перспективність технології алкілування на твердому каталізаторі. Сфера використання -нафтохімія.