Zeolit - rây phân tử và những khả năng ứng dụng thực tế đa dạng

Phn øng ®ång ph©n ho¸ xylen ®Ó thu nhËn p-xylen, nh− ®· tr×nh bÇy
trªn ®©y, khi ®−îc tiÕn hµnh trªn xóc t¸c zeolit Y, còng nh− trong pha dung
dÞch ®ång thÓ, th× lu«n kÌm theo phn øng bÊt ®èi ho¸ l−ìng ph©n tö cña
xylen. Nh−ng trªn xóc t¸c zeolit ZSM-5, phn øng bÊt ®èi ho¸ ®ã kh«ng xy
ra, v× kh«ng thÓ t¹o thµnh hîp chÊt trung gian l−ìng ph©n tö cho phn øng bÊt
®èi ho¸, do phøc ®ã cã kÝch th−íc qu¸ lín so víi kÝch th−íc lç cña zeolit.
H·ng ExxonMobil gÇn ®©y ®· t¹o ®−îc c«ng nghÖ míi ®èi víi qu¸ tr×nh bÊt
®èi ho¸ lùa chän dùa trªn zeolit. Nç lùc nghiªn cøu trªn c¸c vËt liÖu lç to vµ lç
trung b×nh cho viÖc chÕ t¹o xóc t¸c cã thÓ h−íng ®Õn chÕ biÕn nh÷ng ph©n tö
lín h¬n trªn xóc t¸c zeolit.
C¸c phn øng thÕ ¸i ®iÖn tö vµo nh©n th¬m còng ®−îc khai th¸c réng r·i
trªn zeolit. C¸c d¹ng axit cña zeolit cã thÓ ho¹t ®éng h¬n so víi c¸c axit Lewis
vµ Bronsted ®ång thÓ, nh− AlCl 3 , FeCl 3 .... Sö dông xóc t¸c ®ång thÓ th−êng
gÆp phi vÊn ®Ò vÒ ¨n mßn thiÕt bÞ, ®éc h¹i vµ chÊt thi. Xóc t¸c dÞ thÓ trªn
zeolit cã thÓ lo¹i trõ nh÷ng bÊt lîi ®ã. Qu¸ tr×nh etylbenzen cña h·ng
Mobil/Badger sö dông tÝnh lùa chän h×nh d¹ng cña zeolit pentasil ®¹t ®é lùa
chän gÇn 98% ®èi víi etylbenzen qua phn øng ankyl ho¸ benzen b»ng etylen.
Etylbenzen lµ sn phÈm th−¬ng m¹i quan träng, v× tõ nã cã thÓ sn xuÊt
styren, lµ hîp chÊt ®−îc dïng nhiÒu trong tæng hîp h÷u c¬ vµ tæng hîp
polyme.
VÝ dô kh¸c cña viÖc sö dông zeolit ZSM-5 ®Ó ®¹t ®é lùa chän para lµ ankyl
ho¸ toluen b»ng etylen. Sau ®ã ®ehy®ro ho¸ ®Ó thu ®−îc p-metylstyren. §ã lµ
ph−¬ng ph¸p hiÖu qu nhÊt, v× ®a sè c¸c ph−¬ng ph¸p kh¸c b¾t ®Çu tõ benzen
®¾t h¬n. Zeolit ZSM-5 rÊt thÝch hîp cho viÖc h−íng ®Õn ®é lùa chän para cao,
mµ l¹i Ýt cã kh n¨ng t¹o cèc. ZSM-5 chÞu ®−îc nhiÖt ®é ®Õn 500 o C.
Qu¸ tr×nh chuyÓn ho¸ metanol thµnh x¨ng (MTG) trªn zeolit ZSM-5 lµ
mét qu¸ tr×nh c«ng nghiÖp. §©y lµ con ®−êng chuyÓn ho¸ khÝ thiªn nhiªn
thµnh nhiªn liÖu láng cã hiÖu qu vµ thu ®−îc nhiªn liÖu s¹ch. §©y còng chÝnh
lµ mét trong nh÷ng con ®−êng chuyÓn than ®¸ thµnh nhiªn liÖu láng ®ang
®−îc thÕ giíi quan t©m r¸o riÕt tr−íc nguy c¬ c¹n kiÖt cña dÇu má.
Qu¸ tr×nh chuyÓn ho¸ metanol thành x¨ng ®−îc gäi là qu¸ tr×nh MTG
(methanol to gasoline), mét qu¸ tr×nh ®−îc sn xuÊt ë quy m« lín t¹i New
Zealand, mét xø së thiÕu dÇu má, nh−ng l¹i cã s½n than ®¸. Tõ than ®¸ qua khÝ
38