Zeolit là một loại chất rắn xốp, được đặc trưng bởi cấu trúc tinh thể bao gồm: Khung 3 chiều được hình thành bởi các liên kết TO4 (T là Si, Al…). Mỗi nguyên tử Oxi được dùng chung cho 2 nguyên tử T. Các mao quản, lỗ trống với kích thước phân tử có thể chứa các cation bù điện tích, nước, muối và các phân tử khác.
Báo cáo kỹ thuật xúc tác Đề tài: Đầu độc XÚC TÁC TRONG Q TRÌNH CRACKING DẦU MỎ Nhóm thực hiện: Lưu Xuân Cường Nguyễn Minh Tâm Nguyễn Thị Kim Vi Dương Thanh Long Nội dung báo cáo Phần 1: Tổng quan Zeolit Phần 2: Fluid Catalyst Cracking Phần 1: Tổng quan Zeolit Zeolit gì? Zeolit loại chất rắn xốp, đặc trưng cấu trúc tinh thể bao gồm: Khung chiều hình thành liên kết TO4 (T Si, Al…) Mỗi nguyên tử Oxi dùng chung cho nguyên tử T Các mao quản, lỗ trống với kích thước phân tử chứa cation bù điện tích, nước, muối phân tử khác Đường kính mao quản lỗ xốp phụ thuộc vào cấu trúc loại zeolit khác thường nằm khoảng từ – 1.3 Ao Diện tích riêng bề mặt lớn nhất: 800m2/g Thể tích riêng xốp lớn nhất: 0.35 cm3/g Cấu trúc Công thức tổng quát Zeolite: Me2/nO.Al2O3.xSiO2.yH2O n: hoá trị cation Me x: tỉ số SiO2/Al2O3 y: số phân tử H2O Trong cấu trúc Zeolit không tồn liên kết Al-O-Al mà có dạng liên kết Si-O-Si Si-O-Al nên tỉ lệ Si/Al >= Nền tảng tạo nên Zeolite sodalit - bát diện cụt có đỉnh Al3+ Si4+ Mỗi ion tâm tứ diện mà đỉnh O2hoặc OH- Tuỳ theo việc lắp ghép khác mà ta loại Zeolite khác Ví dụ: Zeolit A Zeolit X (Y) Trạng thái tồn Tự nhiên: Khoảng 48 loại, Hình thành phản ứng khống silicate núi lửa lớp tro với nước ngầm, Zeolit tự nhiên tinh khiết nhiễm kim loại, khống khác Cấu trúc xốp Zeolit ảnh hưởng cốc cặn „ Cốc tạo thành phân tử bò “kẹt” „ lại mao quản Zeolit Trong cấu trúc xốp Zeolitle -5 có khe đường thẳng đường zic zắc Khi cốc tạo thành khe xốp tác nhân không tiếp cận vào tâm hoạt động xúc tác gia tăng khả chọn lọc : e.g + Tính chọn lọc cao paraxylene vớiZSM5 zeolite coked nhiệt độ cao Côc bề mặt Thể tích xốp nội View of surface on molecular scale Sieving effect Elimination of non selective outer sites Metal particle surface θj = 1/6 Reduction of activity a/ao 1.5 Zeolite -5 Y type 0.5 mordenit 0 coke loading (wt%) Cấu trúc Zeolitle- Y có cấu trúc xốp chiều, kích thước lỗ xốp lớn(0.74 nm) Sự giảm hoạt tính nhanh chóng có mặt cốc, thời gian dài (lượng cốc lớn hơn) Kích thước lỗ xốp ZSM-5 xấp xỉ kích thước phân tử benzen, không chỗ trống cho phản ứng tạo vòng lượng lớn coke tạo bên bề mặt xúc tác bền Sự phụ thuộc độ chọn lọc vào khuếch tán Hoạt tính độ chọn lọc xúc tác phụ thuộc vào tính chất acid tốc độ khuếch tán , hai tính chất có liên quan trực tiếp đến lượng cốc xúc tác Ví dụ : methyl hoá toluen để tạo xylen Trong phản ứng hỗn hợp sản phẩm tạo mao quản sau khuếch tán Thành phần sản phẩm khác dựa khuếch tán khác đồng phân „ Sự giảm kích thứơc chất xúc tác làm giảm độ chọn lọc phản ứng chuyển từ kiểm soát khuếch tán sang khuếch tán động học Sự thay đổi khả khuếch tán phụ thuộc vào Coke „ Cơ chế khuếch tán Zeolitle cho tương tự mạng tinh thể kim loại không tinh khiết ( analogous to that of impurities in the lattice metal) Mối tương tự thể liên quan khuếch tán nội phân tử, kích thước phân tử, kích thước lỗ xốp, lượng hoạt hoá, chiều dài phân tử… „ Nhiều công trình nghiên cứu „ hàm lượng cốc thay đổi mức độ khuếch tán thay đổi lượng hoạt hoá không thay đổi Đó coke vò trí lỗ xốp lỗ xốp trở nên hẹp , phân tử qua vò trí mà phải qua vò trí khác D(m2/s-1 * 10^17 change in diffusivities of aromatics inside Y type othor Xylen Benzen 0 Wc(%c) 10 • • • • „ „ • • • D= Do *exp( -E/(T*R)) E = Ke(lm/dm)[(f-x)dz]2 Do= kd(lm/dm)1/2 [(f-x)dz] Trong E: lượng hoạt hoá Do : số tần số lm chiều dài phân tử dm : đường kính nhỏ phân tử : f: hàm số dm, lm • Công thức thực nghiệm là: „ (Dc/D0) = 1/(1 + 0.23Cc) „ Cc phần khối lượng cốc trung bình