Peculiarities of behaviour of coke deposits in deactivated zeolite catalysts

Authors

  • S. V. Konovalov Institute of Bioorganic Chemistry and Petrochemistry of National Academy of Sciences of Ukraine
  • K. I. Patrylak Institute of Bioorganic Chemistry and Petrochemistry of National Academy of Sciences of Ukraine
  • L. K. Patrylak Institute of Bioorganic Chemistry and Petrochemistry of National Academy of Sciences of Ukraine
  • V. V. Ivanenko Institute of Bioorganic Chemistry and Petrochemistry of National Academy of Sciences of Ukraine
  • M. V. Okhrimenko Institute of Bioorganic Chemistry and Petrochemistry of National Academy of Sciences of Ukraine
  • Yu. G. Voloshyna Institute of Bioorganic Chemistry and Petrochemistry of National Academy of Sciences of Ukraine

Keywords:

coke, catalyst activity, acid zeolites, carbonium-ionic reactions, oscillatory dynamics

Abstract

Carbonium-ionic heterogeneous catalytic reactions over acid zeolites are accompanied with coke formation which blockades the active sites and obeys periodical regeneration of catalysts. Recently the oscillatory movement of coke deposits alternatively in the direction or onto the external surface of zeolite crystals or into the porous structure of the latter has been observed. It causes the oscillatory proceeding of carbonium-ionic reactions and favours the prolongation of catalyst work before regeneration enhancing its productivity. The availability of the top deactivation limit, after achieving the latter the oscillatory dynamics of coke movement absences, has been revealed. It is supposed that the following rapid catalyst’s activity loss is connected with the achievement of the mentioned limit. The availability of the bottom deactivation depth, when oscillatory alternative coke movement absences, is substantiated too.

References

1. Патриляк К.И., Патриляк Л.К., Иваненко В.В. и др. Колебательное движение кокса в дезактивированном цеолите HZSM-5 // Теорет. эксперим. химия. – 2010. – Т. 46, № 4. – С. 245–251.

2. Іванененко В.В. Кокс на кислотних цеолітних каталізаторах: формування, локалізація, динаміка: дис. ... канд. хім. наук : 02.00.13. / ІБОНХ НАН України. – Київ, 2011. – 183 с.

3. Patrylak K.I., Patrylak L.K., Konovalov S.V. et al. Driving force of coke alternate dynamics in zeolites deactivated // Chemistry, Physics and Technology of Surface. – 2012. – V.3, N 4. – С. 401–406.

4. Патриляк К.И., Патриляк Л.К., Коновалов С.В. Термодинамический подход к прогнозированию влияния размерного фактора на свойства наноструктур // Теорет. эксперим. химия. – 2013. – Т. 49, № 1. – С. 32–36.

5. Ходаков Г.С., Юдкин Ю.П. Седиментационный анализ высокодис-персных систем. Москва: Химия. – 1981. – 192 с.

6. Охріменко М.В., Іваненко В.В., Волошина Ю.Г. та ін. Нові підходи до вивчення локалізації вуглистих відкладень на кислотних цеолітах // Вісник Національ-ного авіаційного університету. – 2009. – Т. 38, № 1. – С. 150–156.

7. Иваненко В.В., Волошина Ю.Г., Охрименко М.В. и др. Особенности дискретно-последовательного микроокисления кокса на цеолитных катализаторах // Теорет. эксперим. химия. – 2009. – Т. 45, № 3. – С. 185–189.

8. Волошина Ю. Г., Соломаха В.М., Коновалов С.В. та ін. Оцінка коксових відкладень у цеолітних каталізаторах різної структури дериватографічним методом // Катализ и нефтехимия. – 2012. – № 21. – С. 59–62.

9. Патриляк К.І., Коновалов С.В., Патриляк Л.К. та ін. Локалізація коксових відкладень по окремих структурних елементах дезактивованого цеоліту HY // Катализ и нефтехимия. – 2012. – № 20. – С. 48–51.

10. Bauer F., Karge H.G. Characterization of Coke on Zeolites // Molecular Sieves – Science and Technology. Characterization II / Eds. H.G. Karge, J. Weitkamp. – Berlin: Springer, 2007. – V. 5. – P. 249 – 364.

11. Іонін В.О. Кислотність та активність цеолітних каталізаторів алкілування ізобутану бутенами:  дис. ... канд. хім. наук: 02.00.13. / ІБОНХ НАН України. – Київ, 2005. – 177 с.

12. Weitkamp J., Traa Y. Isobutane/butene alkylation on solid catalysts. Where do we stand? // Catalysis Today. – 1999. – V. 49, N 1–3. – P. 193–199.

13. Волошина Ю.Г., Репецький І.А., Патриляк Л.К., Патриляк К.І. Модифікування зовнішньої поверхні цеолітних кристалів – шлях до підвищення їх каталітичної активності // Сб. Химия, физика и технология поверхности. – 2008. – Вып. 14. – С.429–436.

14. Rao P., Vatcha S.R. Solid Acid Alkylation: Catalyst and Process Performance Criteria and R&D Guidelines // Preprints Symposium New Chemistry with Solid-Acid Catalysts in the Alkylation of Isobutane with Olefins / Am. Chem. Soc. – Orlando, FL, 1996. – V. 41, N 4. – P. 685–692.

15. Handbook of Chemistry and Physics / Eds. R.C. Weast, M.J. Astle. – Florida: CRC Press, 1980. – P. F–216.

Downloads

How to Cite

(1)
Konovalov, S. V.; Patrylak, K. I.; Patrylak, L. K.; Ivanenko, V. V.; Okhrimenko, M. V.; Voloshyna, Y. G. Peculiarities of Behaviour of Coke Deposits in Deactivated Zeolite Catalysts. Him. Fiz. Tehnol. Poverhni 2013, 4, 450-456.

Issue

Vol. 4 No. 4 (2013): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni

Section

Articles

License

  1. Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.
  2. Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.
  3. Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work.