بررسي تاثير روش هاي ساخت نانوكاتاليزورهاي بر مبناي تيتانيوم در فرايند گوگردزدايي اكسايشي تركيبات مقاوم گوگردي سوخت هاي هيدروكربني

ﮐﺎرﺷﻨﺎﺳﯽ ارﺷﺪ

با توجه به آلايندگي ايجاد شده از انتشار گازهاي SOx ، فرآيند گوگردزدايي عميق از سوخت¬ها مورد توجه قرار گرفته است. فرايند گوگردزدايي اكسايشي-كاتاليستي به عنوان يكي از روش¬هاي اميد بخش براي توليد سوخت¬هايي با گوگرد بسيار پايين شناخته مي¬شود. اين روش مزايايي مانند دما، فشار و هزينه عملياتي پايين دارد. با توجه به منابع ثابت شده است كه كاتاليست¬هاي برمبناي تيتانيوم در اكسيداسيون تركيبات گوگردي فعال و انتخاب¬پذير هستند. مشخص است كه ويژگي¬ها¬ و عملكرد اين كاتاليست¬ها به شدت به روش سنتز آن¬ها بستگي دارد. هدف اين پروژه، بررسي تاثير روش سنتز در عملكرد كاتاليست تيتانيوم-سيليكا مي¬باشد. كاتاليست¬ها به دو روش كلي سل-ژل اصلاح شده و تلقيح ساخته شدند. در روش سل-ژل، پيش¬ماده تيتانيوم با استفاده از اسيد سيتريك اصلاح گرديد. مشخص شد كه غلظت آلكوكسايد تيتانيوم و اسيد سيتريك بر ميزان فعاليت كاتاليست¬ها بسيار موثر است. بهترين نتيجه براي كاتاليست TS15-0.8 (15% مولي تيتانيوم و نسبت مولي اسيد سيتريك به آلكوكسايد برابر 8/0) بدست آمد كه توانايي حذف كامل تركيبات گوگردي را در دماي C° 40 بعد از 30 دقيقه داشت. عملكرد عالي اين كاتاليست به ساختار متناسب آن (سطح ويژه، حجم و اندازه حفرات به ترتيب 839.5 m2g-1، 0.768 cm3 g-1 و 3.56nm) با تركيب گوگردي، كه امكان دسترسي آسان واكنش دهنده¬ها به سايت¬هاي فعال درون كاتاليست را فراهم مي¬اورد، ارتباط داده شد. همچنين مشخص گرديد كه افزودن مرحله هيدروترمال به روش سل-ژل منجر به بهبود به ميزان 2% در عملكرد كاتاليست سنتز شده مي¬گردد. به منظور بررسي روش تلقيح، از سه رويكرد تلقيح تر، پيوندزني و پيوندزني اصلاح شده استفاده شد. كاتاليست ساخته شده به روش پيوندزني اصلاح شده عملكردي مشابه با كاتاليست بهينه¬ي روش سل-ژل داشت. يكي از مهم ترين مشكلات استفاده از كاتاليست تيتانيوم-سيليكا، غيرفعال شدن آن در زمان نگهداري بود. براي حل اين مشكل از اصلاح سطح كاتاليست با عامل كلروتري¬متيل سيلان (TMCS) استفاده شد. نتايج نشان داد كه عملكرد كاتاليست اصلاح سطح شده با گذشت زمان تحت تاثير قرار نمي¬گيرد. همچنين اصلاح سطح بر پايداري و انتخاب¬پذيري كاتاليست تاثير مثبت داشت به نحوي كه با مقايسه ميزان پيشرفت واكنش در دقيقه 10، عملكرد كاتاليست 7% بهبود داشته است.

192977

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر امين بازياري

ترموديناميك

دكتر سيد مهدي علوي