Đồ Án Tổng quan về zeolit và ứng dụng trong lọc, hóa dầu

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU5
PHẦN I7
TỔNG QUAN VỀ ZEOLIT7
I. Nguồn gốc7
II. Khái niệm về zeolit7
III. Phân loại9
1. Phân loại theo nguồn gốc9
2. Phân loại theo theo thành phần hóa học10
2.1. Zeolit nghèo silic10
2.2. Zeolit có hàm lượng silic trung bình11
2.3. Rây phân tử silic11
2.4. Zeolit biến tính11
3. Phân loại theo chiều hướng không gian của các kênh hình thành nên cấu trúc mao quản 11
3.1. Zeolit có hệ thống mao quản một chiều11
3.2. Zeolit có hệ thống mao quản hai chiều12
3.3.Zeolit có hệ thống mao quản ba chiều12
4. Phân loại theo đường kính mao quản13
5. Phân loại theo tỉ số Si/Al 14
6. Phân loại theo cấu trúc SBU14
7. Rây phân tử15
IV.Tính chất hóa lý cơ bản của zeolit16
1.Tính chất axit bề mặt16

1.1.Tính chất hấp phụ16
1.2. Tính chất trao đổi ion19
2. Tính chất xúc tác của zeolit24
2.1. Sự hình thành và các tính chất của nhóm hydroxyl cấu trúc 24
2.2. Sự hình thành và tính chất của tâm axit25
2.3. Cơ chế hình thành cacbocation trên xúc tác zeolit29
3. Tính chất chọn lọc hình học của zeolit32
4. Một số tính chất khác39
4.1. Tính ổn định nhiệt
4.2. Tính ổn định axit
4.3. Tính ổn định trong dung dịch kiềm
4.4. Độ bền vững cấu trúc của zeolit với phóng xạ
5. Một số yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính xúc tác của zeolit
6. Tính chất của Zeolit .41
V. Cấu trúc của zeolit
1. Cấu trúc zeolit
2. Cấu trúc mao quản của zeolit
VI. Một số zeolit điển hình
1. Giới thiệu về zeolit A
1.1. Cấu trúc khung
1.2. Thành phần
1.3. Ứng dụng zeolit A để làm khô
1.4. Quá trình tổng hợp zeolit A .51
2. Zeolit X, Y
3. Zeolit ZSM-5 4. Zeolit mordenit
VII. Phương pháp tổng hợp zeolit
1. Tổng hợp zeolit từ hai nguồn nguyên liệu Si và Al riêng biệt
1.1. Bản chất của quá trình tổng hợp zeolit
2. Các bước trong quá trình tổng hợp zeolit
2.1. Hình thành các đơn vị đầu tiên
2.2. Quá trình kết tinh
3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp zeolit.
3.1. Thành phần mol của gel
3.2. Độ kiềm của dung dịch
3.3. Nhiệt độ và thời gian
3.4. Ảnh hưởng của chất tạo cấu trúc ( template)
4. Tổng hợp zeolit từ khoáng sét tự nhiên
4.1. Giới thiệu
4.2. Các phương pháp tổng hợp
5. Một số vật liệu rây phân tử khác
5.1.Rây phân tử aluminophotphat(AlPO4-n) và silico aluminophotphat( SAPO) 79
5.2. Vật liệu tổng hợp Zeolit/mesopore. 79
PHẦN II ỨNG DỤNG CỦA ZEOLIT TRONG LỌC HÓA DẦU 85
I. Zeolit trong quá trình cracking xúc tác 85
1. Xúc tác 85
2. Cơ chế phản ứng
2.1. Phản ứng phân huỷ các mạch C C, phản ứng cracking
2.2. Phản ứng đồng phân hoá (izome hoá)
2.3. Phản ứng chuyển dời hydro dưới tác dụng của xúc tác
2.4. Phản ứng trùng hợp
2.5. Phản ứng alkyl hoá và khử alkyl hoá
2.6. Phản ứng ngưng tụ tạo cốc
II.Zeolit trong quá trinh ankyl hóa
1. Xúc tác
2. Cơ chế phản ứng
III. Zeolit trong quá trình isome hóa
1. Xúc tác
2. Cơ chế phản ứng
III. Zeolit trong quá trình hydrocracking
1. Xúc tác
2. Cơ chế phản ứng
V. Một số ứng dụng khác của zeolit trong hóa dầu
1. Sản xuất olefin
2. Sản xuất hydrocacbon thơm
3. Quá trình alkyl hóa
4. Ứng dụng để sản xuất một số hợp chất hữu cơ khác
KẾT LUẬN
TÀI LIỆU THAM KHẢO


MỞ ĐẦU
Ngày nay trong nhiều lĩnh vực khoa học công nghệ, nhất là trong công
nghiệp hóa học, người ta thường gặp loại vật liệu vô cơ có cấu trúc mao
quản. Nhờ hệ thống mao quản bên trong khá phát triển nên vật liệu mao
quản có nhiều tính chất hóa lý rất đặc biệt, thu hút sự quan tâm của nhiều
nhà khoa học và công nghệ thuộc nhiều ngành khác nhau như hóa học, vật
lý, hóa lý, luyện kim, sinh học
Trong hàng loạt các vật liệu mao quản được biết hiện nay thì silicagel, các
oxyt kim loại đặc biệt là các loại zeolit và các vật liệu tương tự zeolit
được sử dụng một cách hiệu quả, với giá trị kinh tế cao trong nhiều ngành
kinh tế quốc dân.
Zeolit là loại vật liệu được tìm thấy trong tự nhiên sau đó được tổng hợp
từ nhiều nguyên liệu khác nhau, chúng được ứng dụng rộng rãi với vai trò
là chất xúc tác, chất hấp phụ, chất trao đổi ion. Nhờ các đặc tính nổi trội so
với các loại xúc tác khác như: Bề mặt riêng lớn, có thể điều chỉnh được lực
axit và nồng độ tâm axit, cấu trúc tinh thể xốp, kích thước mao quản đồng
đều và khả năng biến tính tốt . Zeolit được đánh giá là loại xúc tác có độ
bền, hoạt tính và độ chọn lọc cao.
Việc tìm ra zeolit đã tạo bước ngoặt lớn trong công nghiệp hóa học, đặc
biệt là trong ngành dầu khí. Sự ứng dụng zeolit làm tăng cả về số lượng và
chất lượng của sản phẩm dầu mỏ. Zeolit được sử dụng trong hầu hết các
công đoạn quan trọng như: Cracking, Oligome hóa, Alkyl hóa, Izome hóa,
thơm hóa các alkan, alken .
Hiện nay, zeolit chiếm khoảng 95% tổng lượng xúc tác dùng trong lọc,
hóa dầu. Vì zeolit giữ vị trí quan trọng như vậy nên trong đồ án này em xin
giới thiệu tổng quan về zeolit và vai trò xúc tác của nó trong lọc, hóa dầu.