Анотація до роботи:

Охріменко М.В. Дезактивація цеолітів у карбоній-іонних реакціях перетворення вуглеводнів, характер і динаміка окислення утворюваного коксу. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.13 – нафтохімія та вуглехімія. – Інститут біоорганічної хімії та нафтохімії НАН України, Київ, 2005.

Запропоновано новий, високопрецизійний експрес-метод вивчення каталізаторного коксу, з використанням якого виявлено коливальність дезактивації каталізатора на початковій стадії коксоутворення, коливальність динаміки окислення коксу та динаміки зміни співвідношення Н/С у випалюваному коксі. Визначено природу коксу в залежності від кислотності каталізаторів, їх пористої структури, природи дезактивуючих агентів. Виявлені особливості пов’язано з конкуренцією коксу та субстрату на поверхні каталізатора, різною реакційною здатністю багатого та бідного воднем коксу, а також з особливостями пористої структури каталізаторів. Дано термодинамічне трактування коливальної дезактивації. Сформульовано рекомендації щодо подовження міжрегенераційного строку служби каталізатора. Розроблений метод рекомендовано для використання у лабораторній практиці.

1. У дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової задачі, що виявляється в нових закономірностях дезактивації кислотних цеолітів у карбоній-іонних реакціях перетворення вуглеводнів, закономірностях окислення утвореного коксу, встановленні природи останнього, а також у термодинамічному трактуванні коливальної дезактивації каталізатора у проточній системі – все це в цілому відкриває шлях до подовження тривалості міжрегенераційного періоду роботи кислотних цеолітів.

2. Модернізовано метод мікроімпульсного дискретно-послідовного мікроокислення коксу (ДПМК) через поглиблення осушки газу-носія гелію та очистки його від СО₂ шляхом застосування восьмиступінчастої ловушки спеціальної конструкції, що дозволило суттєво підняти точність вимірювань. Показано ефективність модернізованого методу ДПМК як інструменту вивчення розподілу коксу всередині пористої структури каталізатора з одночасним визначенням елементного складу коксу.

3. Синтезовано каталізатори HY, HM, НЦВМ, LaNaY і HLaCaNaY, вивчено їх кислотні, адсорбційні, каталітичні та коксотворні властивості – останні з використанням кумолу, н-гексану, суміші гексанів і циклогексану як дезактивуючих агентів.

4. Вивчено динаміку диференціального окислення вуглистих відкладень на синтезованих зразках для усіх дезактивуючих агентів. Виявлено коливальність динаміки горіння та динаміки зміни співвідношення Н/С у випалюваному коксі. Останнє трактовано через особливості горіння коксу у мезо- та мікропорах цеолітів.

5. Показано, що вуглисті відкладення, утворені на НМ при крекінзі суміші гексанів, ущільнюються до графітоподібних структур, тоді як при крекінзі циклогексану на НЦВМ і НМ формуються переважно ланцюжкові поліфенільні структури, а на LaNaY утворюється щільний кокс типу антрациту.

6. Встановлено коливальний перебіг дезактивації каталізатора в реакції алкілування бензолу деценом-1 на HLaCaNaY за реальних умов проведення процесу. Коливання виявились затухаючими зі спадаючою амплітудою та зростаючою частотою. Дано термодинамічне обґрунтування явища з перемикальним механізмом у вигляді коливальної конкурентної адсорбції коксу та бензолу, а також обґрунтування доцільності проведення карбоній-іонних реакцій у коливальному режимі, оскільки він сприяє максимальному подовженню тривалості безрегенераційної роботи каталізатора.

7. Метод ДПМК рекомендовано для використання при дослідженні кислотних гетерогенно-каталітичних перетворень вуглеводнів та інших реакцій, які супроводжуються коксоутворенням.

Публікації автора:

1. Патриляк К.І., Охріменко М.В., Патриляк Л.К., Ліхньовський Р.В., Кондратюк А.З. Динаміка коксоутворення за невеликих ступенів заповнення активної поверхні коксом // Катализ и нефтехимия. – 2003. -№ 11.- С. 13-15.

2. Патриляк Л.К., Охріменко М.В., Ліхньовський Р.В. Коксоутворення у крекінзі кумолу на кислотних цеолітах різних типів // Катализ и нефтехимия. – 2005. - № 13. – С.16-19.

3. Патриляк Л.К., Манза И.А., Охрименко М.В. Колебательная природа дезактивации цеолитных катализаторов в карбоний-ионных превращениях углеводородов // Теоретическая и экспериментальная химия. – 2005. – Т. 41, №1.-С.40-44.

4. Охріменко М.В., Патриляк Л.К., Ліхньовський Р.В. Коливальне коксоутворення на поверхні цеолітів // Тези доповідей всеукраїнської конференції молодих вчених з актуальних питань хімії. - Київ. – 2003. – С. 103.

5. Patrylak L., Okhrimenko M., Manza I., Liknyovskyi R., Patrylak K. A New Method for Catalyst Coking Study // Conference Programme and Abstracts of 6^th European Congress on Catalysis (EuropaCat-VI). - Innsbruck (Austria).- 2003.- CD, А2.107.

6. Patrylak K., Patrylak L., Okhrimenko M., Manza I., Likhniovskyi R. New Possibilities for Retracing the Coke Formation and Coke Burning Dynamics on Zeolite Catalyst Surface // Program and Proceedings of VII Polish-Ukrainian Symposium "Theoretical and Experimental Studies of Interfacial Phenomena and their Technological Application". – Lublin (Poland).- 2003.- P.170-171.

7. Патриляк Л.К., Охріменко М.В., Ліхньовський Р.В., Іваненко В.В. Особливості коксоутворення на каталізаторах різного призначення // Тези ІІІ науково-технічної конференції “Поступ в нафтогазопереробній та нафтохімічній промиcловості”. – Львів. - 2004.- С. 249-250.

8. Patrylak L., Okhrimenko M., Taranookha O., Skubiszewska-Ziba J., Patrylak K. Structure of zeolite catalysts and coke formation // Program and Proceedings of IX Polish-Ukrainian Symposium “Theoretical and Experimental Studies of Interfacial Phenomena and their Technological Application”. – Sandomierz – Wlka Milanowska (Poland).- 2005.- P. 223-226.