The adsorption of isobutane and isobutene (mixtures of 2 vol % in nitrogen) on catalysts based on commercial batches of ZVM, Beta, and Y zeolites has been studied by flow adsorption calorimetry (using the temperature difference between the adsorbent bed and the gas over the bed). The isobutane adsorption for the zeolites subjected to calcination at 500°C increases in the order NaY > HZVM > HBeta >CaLaHY and correlates with the specific surface area. The adsorption of isobutene, compared to that of isobutane, takes a significantly longer time and depends on the acidity of the zeolites. It has been found that the isobutene adsorption is characterized by a long lag, which is linearized by raising time to the power of 0.5. The effect of the dehydration temperature of CaLaHY on the adsorption behavior of isobutene has been revealed: a decrease in the dehydration temperature from 500 to 130°C leads to an increase in the initial temperature jump during adsorption and the disappearance of the time lag.

Методом проточно-адсорбционной калориметрии (использована разность температур слоя адсорбента и газа над ним) исследована адсорбция изобутана и изобутена (смеси 2% об. в азоте) на катализаторах, синтезированных на основе промышленных партий цеолитов типа ЦВМ, Бета и Y. Адсорбция изобутана для цеолитов, подвергнутых прокаливанию при 500°C, растет в ряду NaY > HЦВМ > НБета > CaLaНY и коррелирует с удельной поверхностью. В противоположность изобутану, адсорбция изобутена существенно более продолжительна по времени и зависит от кислотности цеолитов. Установлено, что при адсорбции изобутена наблюдается длительный временной лаг, который линеаризуется при использовании времени в степени 0.5. Найдено влияние температуры дегидратации CaLaНY на характер адсорбции изобутена: снижение температуры дегидратации с 500 до 130°C приводит к росту начального скачка температуры при адсорбции и исчезновению временного лага.

A procedure was developed for evaluating the adsorption of hydrocarbons on solids by monitoring the temperature of the gas over the sample layer and inside it, the heat conductivity of the gas at the inlet and outlet of the flow reactor, and the composition of the gas after the sample. The adsorption-desorption of isobutane accompanied by heat liberation or absorption (recorded as a temperature change in the zeolite layer) was studied using the H-TsVM zeolite as an example. The temperature effects during isobutane adsorption and desorption were compared. It was concluded that below ∼90°C, some part of isobutane is significantly chemisorbed on H-TsVM. The highly adsorbed isobutane can be removed by keeping the sample in a nitrogen flow for a long time or by heating it above 90°C. Time dependence of isobutane desorption at constant temperature can be described by first order kinetic equation, making possible to estimate the activation energy of desorption of highly chemisorbed isobutane using the data on thermodesorption at linear temperature increase.

Разработана методика оценки адсорбции углеводородов на твердых образцах, основанная на мониторинге температуры газа над слоем и в слое образца, теплопроводности газа на входе и выходе из проточного реактора, состава газа после образца. На примере цеолита Н-ЦВМ изучена адсорбция – десорбция изобутана, сопровождающаяся выделением – поглощением тепла, что фиксируется по изменению температуры в слое цеолита. На основании сопоставления данных по величине температурного эффекта при адсорбции и десорбции изобутана сделан вывод о том, что при температурах адсорбции ниже 90° часть изобутана прочно хемосорбируется на цеолите Н-ЦВМ. Установлено, что удаление прочно адсорбированного изобутана может быть проведено только при длительной выдержке в токе азота или при нагреве выше 90°С. Временная зависимость десорбции изобутана при постоянной температуре описывается кинетикой первого порядка по величине покрытия, что позволило оценить энергию активации десорбции прочно хемосорбированного изобутана по данным термодесорбции в линейном нагреве. Временная зависимость десорбции изобутана при постоянной температуре описывается кинетикой первого порядка по величине покрытия, что позволило оценить энергию активации десорбции прочно хемосорбированного изобутана по данным термодесорбции в линейном нагреве.