XÚC tác KHOÁNG sét CHỐNG và ỨNG DỤNG

MỞ ĐẦU Ngày nay, ở Việt Nam, ngành dầu khí là một ngành công nghiệp trọng điểm góp phần rất lớn vào sự nghiệp xây dựng và phát triển đất nước. Dầu thô và khí tự nhiên đang được sử dụng cho các dự án lớn như dự án nhà máy lọc dầu Dung Quất, các tổ hợp khí – điện đạm Cà Mau, Đạm Phú Mỹ, Điện Nhơn Trạch… Để đáp ứng nhu cầu trong nước và tiến tới xuất khẩu ra nước ngoài chúng ta cần áp dụng những thành tựu khoa học kỹ thuật phát triển vào trong quá trình sản xuất đồng thời nghiên cứu tổng hợp nên các loại xúc tác nhằm nâng cao phẩm chất sản phẩm, tăng sản lượng để đạt hiệu quả kinh tế cao. Từ những năm giữa của thế kỷ 20, các sản phẩm xăng đã được tạo ra bởi các quá trình cracking nhiệt, với nhiệt độ thấp dưới 450 – 5000C, các phân tử hydrocacbon mạch dài trở nên không ổn định và có khả năng phân tách thành các phân tử nhỏ có kích thước và các loại khác nhau. Năm 1937, Eugene Houdry là người đầu tiên cải tiến quy trình chuyển hóa dầu mỏ bằng việc sử dụng sét làm xúc tác nhằm tạo ra các sản phẩm xăng có trị số octan cao.Cho đến nay xúc tác dùng cho các quá trình isome hóa, cracking, alkyl hóa đã trải qua nhiều thế hệ đồng thể và dị thể khác nhau.Trong đó xúc tác dị thể ngày càng được quan tâm nhiều hơn vì chúng có nhiều khả năng ưu việt hơn xúc tác đồng thể.Đặc biệt, sự có mặt của xúc tác zeolit có ý nghĩa vô cùng quan trọng trong ngành công nghiệp và đã được đưa vào sử dụng.Trong trường hợp xúc tác lưỡng chức trên cơ sở axit có một vài xúc tác zeolit đã được thương mại hóa cho hiệu quả kinh tế cao. Tuy nhiên do kích thước mao quản của zeolit nhỏ nên vật liệu này bị hạn chế đối với các phân tử có kích thước lớn hơn như các polyxyclo ankan, các hydrocacbon đơn, đa nhân thơm là những hợp phần của phân đoạn nặng trong dầu thô. Do đó xu hướng tìm những hệ xúc tác có kích thước mao quản lớn hơn để phù hợp cho sự chế biến các phân đoạn nặng và vì vậy mà vật liệu mao quản trung bình đã ra đời điển hình như M41S, MSU, SBA15, SBA16, MCM41 rồi tới các superaxit rắn như ZrO2SO42, TiO2SO42, Fe2O3SO42 hiện nay cũng đang được các nhà khoa học quan tâm vì khả năng ứng dụng cho nhiều quá trình isome hóa, ankyl hóa, ete hóa. Trong những năm gần đây, các nhà khoa học trên thế giới có xu hướng nghiên cứu các loại xúc tác có nguồn gốc từ sét khoáng vừa giá thành rẻ, mà biến tính của nó có thể cho hoạt tính xúc tác cao hơn các loại xúc tác trước đây. Chúng là loại xúc tác rắn vừa có tâm axit Bronsted vừa có tâm axit Lewis, sét được chống bởi các chất vô cơ cũng như hữu cơ thông qua việc trao đổi ion làm tăng khoảng cách giữa các lớp sét cho phép các phân tử cồng kềnh đi vào không gian giữa các lớp vì thế sét chống có nhiều ứng dụng trong môi trường như hấp phụ các kim loại năng như asen, cađimi, crom, coban, đồng, sắt, chì, mangan rồi làm xúc tác cho quá trình oxy hóa sâu benzene, phenol, aniline ngoài ra nó còn được sử dụng làm chất mang cho xúc tác của các quá trình như cracking cumen, nheptan, alkyl hóa các hydrocacbon thơm, isome hóa các hydrocacbon, nparafin, este hóa axit cacboxylic với ancol, phân bố lại toluene, oxi hóa propylene thành axeton… Với mong muốn được tìm hiểu thêm về lĩnh vực xúc tác nói chung và xúc tác sử dụng trong ngành lọc hóa dầu nói riêng, nhóm tập trung tìm hiểu, nghiên cứu đặc trưng của xúc tác khoáng sét chống (pillared clay) được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp với giá thành rẻ hơn các xúc tác đã sử dụng, có khả năng hoạt hóa cao làm giảm sự hình thành các cốc, chống ngộ độc, tăng hoạt tính và độ chọn lọc của phản ứng. MỤC LỤC MỞ ĐẦU 2 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ XÚC TÁC 5 1.1. Xúc tác dị thể 5 1.1.1. Tổng quan về xúc tác dị thể 5 1.1.2. Thành phần của xúc tác dị thể 6 1.1.3. Các phương pháp điều chế xúc tác dị thể 6 CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU VỀ KHOÁNG SÉT 7 2.1. Clay (đất sét) 7 2.1.1. Giới thiệu về clay 7 2.1.2. Phân loại clay 8 2.1.3. Cấu trúc của clay 8 2.1.4. Biến tính clay 9 2.2. Montmorillonite (sét trắng) 11 2.2.1. Cấu trúc 12 2.2.2. Các thông số vật lý 13 2.2.3. Tính chất đặc trưng của montmorillonite 13 CHƯƠNG 3 SÉT CHỐNG VÀ ỨNG DỤNG 14 3.1. Sét chống 14 3.2. Ứng dụng 16 3.2.1 Trong lĩnh vực môi trường 16 3.2.2. Trong lĩnh vực hóa học hóa dầu. 16 KẾT LUẬN 17 TÀI LIỆU THAM KHẢO 18