Mobilitás és Környezet Konferencia

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Mobilitás és Környezet Konferencia"

Katalin Bogdán
7 évvel ezelőtt
Látták:

1 Mobilitás és Környezet Konferencia Magyar Tudományos Akadémia Budapest, január 23. Motorbenzin- és gázolaj-keverőkomponensek előállítása melléktermékként keletkező könnyű olefinekből Skodáné Földes Rita

2 Mobilitás és Környezet Konferencia Magyar Tudományos Akadémia Budapest, január 23. Előzmények

3 3 27 A motorhajtó anyagok felhasználása Lamping, M., Muether, M.: Advanced Diesel Combustion: Impact of Engine Hardware and Fuel Properties, 7th Internation Colloquium Fuels, ISBN: , January 2009, pp

4 4 27 Az oligomerizáció jelentősége szigorodó környezetvédelmi előírások gázok kibocsátásának csökkentése kéntartalom csökkentése aromástartalom csökkentése nagy normál- és izoparaffintartalmú keverőkomponensek előállítása izoparaffinok olefinekkel történő alkilezése C 5 -C 6 normál paraffinok izomerizációja könnyű olefinek oligomerizációja, majd a termék hidrogénezése

5 5 27 Izobutén oligomerizációja H + -H + + C 8 -H + + C 12,,,

6 6 27 Az oligomerizáció katalizátorai Savkatalizátorok Kénsav Foszforsav Ioncserélő gyanták Amberlyst 15 Amberlyst 35 Zeolitok Lewis savval módosított Ni-sókkal módosított Oxid katalizátorok NiO-W 2 O 3 /Al 2 O 3 WO x /ZrO 2 Ionfolyadékok (oldószerek/katalizátorok)

7 7 27 Az ionfolyadékok R N R R R' P N R' R BF 4 - Br - AlCl - 4 Cl - R' N NO - Al PF - 2 Cl - 7 N 6 3 R R R R HSO - NTf - OTf - 4 2

8 8 27 Ionfolyadékok alkalmazása oligomerizációs reakcióban Katalizátor stabilizálására Ni-komplexek + [BMIM] + Cl - /AlCl 3 N N Cl Katalizátorként o Kloroaluminát ionfolyadékok (Lewis sav karakter) o Brønsted sav típusú ionfolyadékok izobutén oligomerizációjánál R N N SO 3 H OTf Chauvin, Y. et al. Ind. Eng. Chem. Res. 1995, 34, Stenzel, O. et al. J. Mol. Catal. A 2003, 192, Gu, Y. et al. Catal. Comm. 2003, 4,

9 9 27 Ionfolyadékok mint katalizátorok Ionfolyadékok Előnyök: nincs gőznyomásuk stabilak tulajdonságok hangolhatók elválaszthatók, újra felhasználhatók Hátrányok: magas ár nagy viszkozitás: lassú elegyedés, nehezebb kezelés Hordozóhoz rögzített ionfolyadékok Előnyök: nagy felület nagyobb aktivitás kisebb mennyiség elegendő könnyebben kezelhetők

10 10 27 Célkitűzés Rögzített katalizátor előállítása o o Ionfolyadék szintézise Rögzítés hordozón Katalitikus hatás vizsgálata izobutén mint modellvegyület esetén o o Reakciókörülmények hatása Katalizátor újra felhasználásának lehetősége Katalitikus hatás vizsgálata FCC könnyűbenzin frakció esetén o o Reakciókörülmények hatása Katalizátor újra felhasználásának lehetősége

11 Mobilitás és Környezet Konferencia Magyar Tudományos Akadémia Budapest, január 23. Eredmények

12 12 27 Katalizátor előállítása R N NH + O S O O R N N SO 3 - R: -CH 3 ; -(CH 2 ) 3 CH 3 +HA rögzítés R N N SO 3 H A - A: TfO; HSO 4

13 13 27 Rögzített katalizátorok tulajdonságai katalizátor ionfolyadék kation anion hordozó előkezelés hőmérséklete [ o C] fajlagos felület [m 2 /g] pórustérfogat [cm 3 /g] pórusátmérő [nm] [(HO 3 SBu)MIM] + [OTf] ,41 6,1 [(HO 3 SBu)MIM] + [OTf] ,38 6,3 [(HO 3 SBu)MIM] + [OTf] ,38 6,4 [(HO 3 SBu)BIM] + [OTf] ,33 5,9 [(HO 3 SBu)BIM] + [OTf] ,31 6,3 [(HO 3 SBu)MIM] + [HSO 4 ] ,43 6,2 [(HO 3 SBu)BIM] + [HSO 4 ] ,29 6,0

14 14 27 Kísérletek kivitelezése izobutén autokláv reakcióelegy elemzése GC, GC-MS katalizátor

15 15 27 Ionfolyadékok és rögzített katalizátorok aktivitásának és szelektivitásának összehasonlítása izobutén oligomerizációjánál katalizátor termékmegoszlás [%] ionfolyadék konverzió hordozó előkezelés [%] kation anion hőmérséklete [ o C] C 8 C 12 C 16 C 20 [(HO 3 SBu)MIM] + [OTf] [(HO 3 SBu)MIM] + [OTf] [(HO 3 SBu)MIM] + [OTf] [(HO 3 SBu)MIM] + [OTf] [(HO 3 SBu)MIM] + [HSO 4 ] !

16 16 27 Ionfolyadékok és rögzített katalizátorok aktivitásának és szelektivitásának összehasonlítása izobutén oligomerizációjánál katalizátor termékmegoszlás [%] ionfolyadék konverzió hordozó előkezelés [%] kation anion hőmérséklete [ o C] C 8 C 12 C 16 C 20 [(HO 3 SBu)BIM] + [OTf] [(HO 3 SBu)BIM] + [OTf] [(HO 3 SBu)BIM] + [OTf] [(HO 3 SBu)BIM] + [HSO 4 ] !

17 27 Rögzített katalizátorok újra felhasználásának vizsgálata 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 1. kör 2. kör 3. kör 4. kör 5. kör 6. kör 7. kör 8. kör [OTf] - konv.

17 17 27 Rögzített katalizátorok újra felhasználásának vizsgálata kör 2. kör 3. kör 4. kör 5. kör 6. kör 7. kör 8. kör [OTf] - konv. C [OTf] - 1. kör 2. kör 3. kör 4. kör 5. kör 6. kör 7. kör 8. kör C 12 [(HO 3 SBu)BIM] + C [(HO 3 SBu)MIM] + [HSO 4 ] - [(HO 3 SBu)MIM] + [HSO 4 ] - 1. kör 2. kör 1. kör 2. kör 3. kör 4. kör 5. kör 6. kör C 20 (100 o C, 5 óra) [HSO 4 ] kör 2. kör 3. kör 4. kör 5. kör 6. kör

18 18 27 Oligomerizáció időfüggése konv C C C C óra 2 óra 3 óra 4 óra 5 óra 6 óra (100 o C,) óra 3 óra 4 óra 5 óra 6 óra [(HO 3 SBu)MIM] + [OTf] - [(HO 3 SBu)BIM] + [OTf] -

19 19 27 Oligomerizáció hőmérséklet-függése C 80 C 100 C 120 C konv. C 8 C 12 C 16 C 20 (5 óra,) C 80 C 100 C 120 C [(HO 3 SBu)MIM] + [OTf] - [(HO 3 SBu)BIM] + [OTf] -

20 20 27 Hordozó szemcseméretének változtatása kör 2. kör 3. kör 4. kör 5. kör 6. kör 7. kör 8. kör [(HO 3 SBu)MIM] + [OTf] - szemcseméret 0,040-0,063 mm 0,2-0,5 mm 3-6 mm konv. C 8 C 12 C 16 C 20 (100 o C, 5 óra)

21 21 27 Hordozó szemcseméretének változtatása óra 2 óra 3 óra 4 óra 5 óra 6 óra [(HO 3 SBu)MIM] + [OTf] - szemcseméret 0,040-0,063 mm 0,2-0,5 mm 3-6 mm konv. C 8 C 12 C 16 C 20 (100 o C)

22 22 27 FCC könnyűbenzin frakció olefin-komponenseinek oligomerizációja [(HO 3 SBu)MIM] + [OTf] -

23 23 27 Tapasztalatok Hordozóra felvitt ionfolyadékkal nagyobb aktivitás érhető el o a katalizátor újra felhasználható A rögzítés hatására változik a szelektivitás o o o előkezelés hőmérséklete kation, anion hordozó szemcsemérete Izobutén oligomerizációja során akár C 8, akár a C 12+ termékek előállíthatók jó szelektivitással A módszer alkalmas FCC könnyűbenzin frakció olefintartalmának átalakítására

24 24 27 További célkitűzések Katalizátor szerkezetének tanulmányozása Egyéb hordozók vizsgálata o megfelelő szemcseméret és jó aktivitás Oligomerizáció körülményeinek optimálása folyamatos reaktorban FCC könnyűbenzin frakció átalakításánál a hatásfok javítása

25 25 27 Közlemények C. Fehér, E. Kriván, J. Hancsók, R. Skoda-Földes, Oligomerization of isobutene with silica supported ionic liquid catalysts, Green Chemistry. 2012, DOI: /c1gc15989e (IF:5,472) Kriván, E., Marsi, G., Hancsók, J. Investigation of the oligomerization of light olefins on ion exchange resin catalyst, Hung. J. Ind. Chem. 2010, 38(1) Kriván, E., Marsi, G., Hancsók, J. Izoolefin elegyek előállítása, Műszaki Kémiai Napok 2011, ISBN Kriván, E., Marsi, G., Hancsók, J.: Production of motor fuel components from light olefins, Interfaces 11, Sopron, szeptember , pp.8.(teljes szövegű megjelenés) C. Fehér, E. Kriván, J. Hancsók, R. Skoda-Földes, Oligomerization of isobutene with ionic liquid-based catalysts, Hung. J. Ind. Chem. Hung. J. Ind. Chem. 2011, 39(1), Fehér Cs., Kriván E., Szánti-Pintér E., Hancsók J., Skodáné Földes R. Izobutén oligomerizációja ionfolyadék alapú katalizátorok jelenlétében, Műszaki Szemle, 2012, közlésre elfogadva

26 26 27 Előadások és poszter Kriván, E., Marsi, G., Hancsók, J. Könnyű olefinek oligomerizációjának vizsgálata ioncserélő gyanta katalizátoron, MOBILITÁS és KÖRNYEZET: a járműipar kihívásai az energetika, a szerkezeti anyagok és környezeti kutatások területén konferencia, Pannon Egyetem, Veszprém, augusztus Kriván, E., Marsi, G., Hancsók, J. Investigation of the oligomerization of olefin mixtures in the presence of ionic liquids, 2nd International Symposium on Air Pollution Abatement Catalysis, Lengyelország, Krakkó, szeptember Fehér Cs., Skodáné Földes R., Kriván E., Hancsók J., Izobutén oligomerizációja ionfolyadék alapú katalizátorok jelenlétében, MOBILITÁS és KÖRNYEZET: a járműipar kihívásai az energetika, a szerkezeti anyagok és környezeti kutatások területén konferencia, Pannon Egyetem, Veszprém, aug. 29-szept. 1. C. Fehér, R. Skoda-Földes, E. Kriván, J. Hancsók, Oligomerization of isobutene in the presence of ionic liquid based catalysts, 1st International Conference on Ionic Liquids in Separation and Purification Technology, Sitges, Spanyolország, szept Fehér Cs., Skodáné Földes R., Kriván E., Hancsók J., i-butén oligomerizációja ionfolyadék katalizátorok jelenlétében XVII. Nemzetközi Vegyészkonferencia, Kolozsvár, nov Kriván, E., Tóth, Cs., Eller, Z., Hancsók, J.: Production of jet fuel components with ionic liquid, 1st International Conference on Ionic Liquids in Separation and Purification Technology, Spanyolország, Sitges, szeptember 4-7., In Proceedings, pp 1.

27 27 27 Köszönetnyilvánítás A kutatásban közreműködtek Dr. Hancsók Jenő Fehér Csaba Kriván Eszter Marsi Gábor Balogh János Orsós Eszter Dr. Szalontai Gábor Dr. Kovács József Németh Gergely

28 TAMOP-4.2.1/B-09/1/KONV Mobilitás és környezet Járműipari, energetikai és környezeti kutatások a Közép- és Nyugat-Dunántúli Régióban A projekt a Magyar Állam és az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósul meg. Nemzeti Fejlesztési Ügynökség

29 Köszönöm megtisztelő figyelmüket!

Hasonló dokumentumok

KORSZERŰ ÜZEMANYAGKOMPONENSEK ELŐÁLLÍTÁSA OLIGOMERIZÁCIÓVAL KÖNNYŰ OLEFIN-TARTALMÚ SZÉNHIDROGÉN FRAKCIÓKBÓL

DOKTORI (PHD) ÉRTEKEZÉS TÉZISEI KORSZERŰ ÜZEMANYAGKOMPONENSEK ELŐÁLLÍTÁSA OLIGOMERIZÁCIÓVAL KÖNNYŰ OLEFIN-TARTALMÚ SZÉNHIDROGÉN FRAKCIÓKBÓL Készítette: KRIVÁN ESZTER vegyészmérnök (MSc) Készült a Pannon