Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

Descriptive organic chemistry

Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

De vraag naar een rationeler gebruik van onze fossiele koolwaterstofreserves dringt zich op. Terzelfdertijd legt de wetgeving steeds strengere milieunormen op voor de productie van schone brandstoffen en smeermiddelen. Petroleum maatschappijen dienen hun processen aan te passen of nieuwe processen te ontwikkelen om aan de nieuwe eisen te voldoen. In dit werk wordt het belang van de isomerisatie van lineaire alkanen in die context besproken. De hoge selectiviteit voor isomerisatie van bepaalde zeoliet-katalysatoren met nauwe poriën wordt verklaard op basis van poriemond katalyse. Om het testen van katalysatoren voor de isomerisatie van lange n-alkanen te versnellen werd een high-throughput reactor ontwikkeld. Het plaatsen van 16 microreactoren in parallel, gecombineerd met een snelle analyse van de reactieproducten laat toe een effectieve tijdswinst te valoriseren. Een vergelijking van activiteit en selectiviteit van eenzelfde referentie Pt/H-USY katalysator in de verschillende microreactoren bevestigt de betrouwbaarheid van de opstelling. Verder is de invloed van verschillende fysico-chemische eigenschappen van de katalysator op de isomerisatie bestudeerd. Octadecaan werd omgezet over drie Pt/H-ZSM-23 katalysatoren met verschillende Si/Al verhouding, microporositeit, kristal grootte en morfologie. De verdeling van de methylheptadecaan en dimethylhexadecaan skeletisomeren van octadecaan was zeer gelijkend voor de drie Pt/H-ZSM-23 katalysatoren en verschillend van de selectiviteit van Pt/H-ZSM-22. Het onafhankelijk zijn van de verdeling van isomeren van aluminium gradienten levert sterke bijkomende evidentie voor reactie in de poriemonden. Om verder het belang van de zure sites in de poriemonden aan te tonen werden ZSM-23 kristallen gesynthetiseerd met bijna geen zure sites aan het oppervlak. Zoals verwacht op basis van katalyse in de poriemonden hadden deze kristallen een zeer lage activiteit voor de omzetting van decaan in vergelijking met een ZSM-23 met meer homogene aluminium verdeling In het laatste deel van het werk werd een katalysator ontwikkeld die kraakreacties onderdrukt. Met deze katalysator werden hoge opbrengsten aan isomeren voor de omzetting van decaan en octadecaan bekomen. De verhoogde selectiviteit voor isomerisatie werd toegeschreven aan een verminderde concentratie van zure sites in de microporiën. The hydroisomerization of long chain n-alkanes is an important zeolite catalyzed hydrocarbon conversion process aimed to introduce branchings in the linear molecules of the feedstock. Branched alkanes boost the octane number of the gasoline fraction and improve the cold flow properties of diesel fuel and lubricating oils. The high hydroisomerization selectivity of certain bifunctional zeolite catalysts with mono-dimensional 10-MR pores is explained on the basis of pore-mouth and key-lock catalysis. Experimental evidence for the pore-mouth catalysis model is reviewed and confronted with rival reaction models. In order to speed up the evaluation of catalysts for the isomerization of long-chain n-alkanes a high-throughput vapor-phase catalytic experimentation unit is built. In the design a parallel set-up of 16 microreactors is combined with fast GC analysis on a multicapillary column. Activity and selectivity data on a reference Pt/H-USY catalyst loaded in the different microreactors confirm the reliability of the high-throughput unit. The influence of the physico-chemical properties of zeolite catalysts on the skeletal isomerization of very long n-alkanes is studied by converting octadecane over three Pt/H-ZSM-23 samples with different Si/Al ratios, microporosity, crystal size and morphology. The distributions of methylheptadecane and dimethylhexadecane skeletal isomers obtained on the three Pt/H-ZSM-23 samples are very similar and different from the selectivity observed on Pt/H-ZSM-22. Positional isomer distributions are fingerprints of the zeolite framework structure. The independence of skeletal isomer distributions from Al-gradients and particle size suggests that product shape selectivity does not apply to octadecane isomerization on Pt/H-ZSM-23 and constitutes a strong argument in favor of pore-mouth catalysis. To probe the importance of the acid sites at the external surface for catalysis, MTT type zeolite crystals with aluminum depletion in the outer layer are synthesized and evaluated for the hydroconversion of decane. The catalytic activity of the materials correlates with the acid site concentration at the surface of the crystals rather than in the bulk. This is in accordance with the pore mouth catalysis model, in which active sites, contributing catalytic turnovers, are located in a shallow outer layer of the zeolite crystals. In the last part of the work a zeolite material of TON structure type is synthesized that exhibits superior performance in long chain n-alkane hydroisomerization. Compared to a ZSM-22 reference catalyst, cracking reactions on this catalyst are strongly suppressed. XPS reveals that the particle surfaces are enriched with aluminum, as was targeted upon in the synthesis procedure. The reduced cracking is attributed to the reduction of the concentration of internal acid sites. Innoverende katalysatoren voor de productie van brandstoffen en smeermiddelen De vraag naar een rationeler gebruik van onze fossiele koolwaterstofreserves dringt zich op. Terzelfdertijd legt de wetgeving steeds strengere milieunormen op voor de productie van schone brandstoffen en smeermiddelen. Petroleum maatschappijen dienen hun processen aan te passen of nieuwe processen te ontwikkelen om aan de nieuwe eisen te voldoen. In dit werk wordt het belang van de isomerisatie van lineaire alkanen in die context besproken. De hoge selectiviteit voor isomerisatie van bepaalde zeoliet-katalysatoren met nauwe poriën wordt verklaard op basis van poriemond katalyse. Om het testen van katalysatoren voor de isomerisatie van lange n-alkanen te versnellen werd een high-throughput reactor ontwikkeld. Verder is de invloed van verschillende fysico-chemische eigenschappen van de katalysator op de isomerisatie bestudeerd. De belangrijke rol van de zure sites in de poriemonden werd aangetoond door zeolietkristallen te synthetiseren met bijna geen zure sites aan het oppervlak. Deze kristallen hadden een zeer lage activiteit voor de omzetting van lange n-alkanen. In het laatste deel van het werk werd een katalysator ontwikkeld die ongewenste kraakreacties onderdrukt. Met deze katalysator werden uitzonderlijk hoge opbrengsten aan isomeren voor de omzetting van lange n-alkanen bekomen. De verhoogde selectiviteit voor isomerisatie werd toegeschreven aan een verminderde concentratie van zure sites in de microporiën.