Development of structured zeolitic catalysts for the process of hydroisomerization of n-hexane

Zobrazit minimální záznam

dc.contributor.author Pastvová, Jana
dc.date.accessioned 2019-04-08T12:44:57Z
dc.date.available 2019-04-08T12:44:57Z
dc.date.issued 2019
dc.date.submitted 2018-12-06
dc.identifier Univerzitní knihovna (studovna) cze
dc.identifier.uri https://hdl.handle.net/10195/72220
dc.description.abstract The hydroisomerization of linear or low branched alkanes through alkenes is a significant process for the refining of C5 to C6 hydrocarbon fractions to increase the octane number of automotive fuels. The hydroisomerization leads to the conversion of linear alkanes with a low octane number to branched isomers with a sufficiently high octane number. The bifunctional heterogeneous catalysts are a combination of an acid catalyst consisting of oxides containing acidic active centers and a metal cluster, where the hydrogenation and dehydrogenation of hydrocarbon reactants take place. The zeolite-based catalysts are significant in petroleum industry for the hydroisomerization of alkanes, especially the MOR zeolite type. However, availability of active sites for the n-hexane molecule in MOR zeolite is restricted by slow diffusion in narrow channels, and overall efficiency of the catalytic process is thus limited by transport of molecules. Branched alkanes diffuse even more slowly than linear n-alkanes due to of the higher kinetic diameter. The access of acidic active sites in current industrial catalysts is typically increased by partial dealumination of zeolites, where the aluminum atoms are extracted from the framework of zeolite resulting in positive textural changes in the channel structure of the zeolite but at the same time lowering the concentration of active acidic Br?nsted centers. For these reasons, various post-synthesis methods of zeolites such as desilication, dealumination and fluoridation have been used in this work. The texture parameters of zeolites are adjusted by combination of these methods and allow easier transport of the hydrocarbon molecules to the active sites, therefore achieving a substantial increase in the rate of hydroisomerization reaction and shifting the reaction conditions to lower temperatures where the thermodynamic equilibrium is inclined to forming of multi-branched alkanes. Another important parameter for the hydroisomerization of C6 is the amount of acidic centers contained in the zeolites. The analysis of the role of increased density of strongly acidic protons showed that the high density of non-interacting but close and strongly acidic structural hydroxyl groups significantly lower the activation barrier in the isomerization reaction compared to far-distantacid sites and can provide higher reaction rates compared to state-of-the-art Pt/H-zeolite catalysts. eng
dc.format 114 s.
dc.language.iso eng
dc.publisher Univerzita Pardubice cze
dc.rights Bez omezení
dc.subject hydroizomerizace cze
dc.subject n-hexan cze
dc.subject dealuminace cze
dc.subject desilikace cze
dc.subject fluoridace cze
dc.subject tvarová selektivita cze
dc.subject mordenit (MOR) cze
dc.subject beta zeolit (*BEA) cze
dc.subject hierarchické zeolity cze
dc.subject hydroisomerization eng
dc.subject n-hexane eng
dc.subject dealumination eng
dc.subject desilication eng
dc.subject fluorination eng
dc.subject shape selectivity eng
dc.subject mordenite (MOR) eng
dc.subject beta zeolite (*BEA) eng
dc.subject hierarchical zeolite. eng
dc.title Development of structured zeolitic catalysts for the process of hydroisomerization of n-hexane cze
dc.title.alternative Vývoj strukturovaných zeolitických katalyzátorů pro procesy hydroisomerizace n-hexanu eng
dc.type disertační práce cze
dc.contributor.referee Bernauer, Bohumil
dc.contributor.referee Čapek, Libor
dc.contributor.referee Sobalík, Zdeněk
dc.date.accepted 2019-02-15
dc.description.abstract-translated Hydroizomerizace lineárních nebo málo větvených alkanů, prostřednictvím alkenů, je významným procesem pro rafinaci C5 až C6 uhlovodíkových frakcí s cílem zvýšit oktanové číslo automobilových paliv. Hydroizomerizace vede k transformaci lineárních alkanů s nízkým oktanovým číslem na větvené izomery s dostatečně vysokým oktanovým číslem. Pro hydroizomerizaci alkanů se osvědčilo použití bifunkčních heterogenních katalyzátorů, které jsou kombinací kyselého katalyzátoru složeného z oxidů obsahujících kyselá aktivní centra a klastrů kovu, kde probíhá hydrogenace a dehydrogenace uhlovodíkových reaktantů. V ropném průmyslu jsou pro hydroizomeraci alkanů významné katalyzátory na bázi zeolitu, zejména typu MOR. Nicméně, dostupnost aktivních center pro molekulu C6 v MOR zeolitu je omezena pomalou difuzí úzkým kanálem a celková účinnost katalytického procesu je tak limitována transportními jevy. Větvené alkany vzhledem k vyššímu kinetickému průměru difundují ještě pomaleji než lineární n-alkany. Dostupnost kyselých aktivních center v současných průmyslových katalyzátorech je typicky zvyšována částečnou dealuminací zeolitů, kdy dochází k extrakci části atomů hliníku ze strukturní mřížky, což vede k pozitivním texturním změnám v kanálové struktuře zeolitu, ale zároveň ke snížení koncentrace aktivních kyselých Br?nstedovských center, jejichž přítomnost v zeolitu je podmíněna přítomností hliníku ve strukturní mřížce zeolitu. Z těchto důvodů byly v této práci použity různé post-syntézní úpravy zeolitů jako je desilikace, dealuminace a fluoridace. Jejich kombinací se upraví texturní parametry zeolitů, což umožní snadnější transport molekul uhlovodíků k aktivním centrům, a tím se dosáhne podstatného zvýšení rychlosti hydroizomerizační reakce, a posunu reakčních podmínek k nižším teplotám, kde je termodynamická rovnováha nakloněna k tvorbě vícerozvětvených alkánů. Dalším důležitým parametrem pro hydroizomerizaci C6 je množství kyselých center obsažených v zeolitech. Analýza role zvýšené hustoty silně kyselých protonů ukázala, že vysoká hustota neinteragujících, ale blízkých a silně kyselých strukturních hydroxylových skupin, významně snižuje aktivační bariéru v izomerizační reakci ve srovnání se vzdálenými aktivnímí centry, a poskytuje vyšší reakční rychlost ve srovnání k nejmodernějšími Pt/H-zeolitovými katalyzátory. cze
dc.description.department Fakulta chemicko-technologická cze
dc.thesis.degree-discipline Anorganická technologie cze
dc.thesis.degree-name Ph.D.
dc.thesis.degree-grantor Univerzita Pardubice. Fakulta chemicko-technologická cze
dc.identifier.signature D38994
dc.thesis.degree-program Chemie a chemické technologie cze
dc.description.defence Předseda komise pro obhajobu disertační práce Ing. Jany Pastvové, doc. Svoboda, nechal hlasovat o pokračování obhajoby za nepřítomnosti jednoho z oponentů (prof. Čapek). Komise vyslovila souhlas. Poté Ing. Petr Sazama, Ph.D. přednesl stanovisko školitele a následně prof. Šulcová seznámila přítomné se stanoviskem školícího pracoviště. Bylo konstatováno, že studentka splnila všechny studijní povinnosti. Poté Ing. Pastvová přednesla členům komise výsledky své disertační práce formou prezentace. Oponenti v pořadí doc. Sobalík a doc. Bernauer přednesli své posudky. Posudek prof. Čapka přednesl předseda komise. Oponenti obdrželi odpovědi na své připomínky v písemné formě před začátkem obhajoby. V další části obhajoby probíhala diskuze se členy komise a oponenty. Autorka práce reagovala na vznesené dotazy. Komise doporučila děkanovi fakulty udělit Ing. Pastvové titul Ph.D. cze
dc.identifier.stag 37427
dc.description.grade Dokončená práce s úspěšnou obhajobou cze


Tento záznam se objevuje v následujících kolekcích

Zobrazit minimální záznam

Vyhledávání


Rozšířené hledání

Procházet

Můj účet