ايزومريزاسيون نرمال پنتان با استفاده از كاتاليزورهاي زئوليتي ميكرو/مزوپور

كارشناسي ارشد

هيدروايزومريزاسيون نرمال آلكان¬ها روشي موثر براي بهبود كيفيت سوخت خودرو¬ها و كاهش استفاده از تركيبات سمي در سوخت است. كاتاليست¬هاي زئوليتي به دليل دارا بودن خاصيت اسيدي گزينه¬اي مناسب براي انجام واكنش هيدروايزومريزاسيون هستند. اگرچه محدوديت¬هاي انتقال جرمي در آنها باعث مي¬شود تا استفاده از آنها با مشكلاتي روبرو شود. به كار بردن عمليات پسا سنتزي بر روي زئوليت¬ها از مهمترين روش¬ها براي بهبود عملكرد آنها براي كاهش محدوديت-هاي انتقال جرمي در آنها مي¬باشد. هدف اين پژوهش بررسي اثر عمليات پساسنتزي بر روي عملكرد كاتاليست زئوليتي ZSM-5 در واكنش ايزومريزاسيون است. از دو روش سيليكون زدايي با محلول NaOH و سنتز كاتاليست كامپوزيتي MCM-41/ZSM-5 به منظور افزايش سطح و اندازه حفرات در ساختار زئوليتي استفاده شده است. با استفاده از آزمون¬هاي XRD، FTIR، جذب و دفع نيتروژن، FE-SEM و NH3-TPD، كاتاليست¬هاي سنتز شده مورد بررسي قرار گرفتند. مشخص شد كه عمليات¬هاي پساسنتزي باعث شده تا سطح و اندازه حفرات كاتاليست افزايش يابد و ساختار بلوري ZSM-5 نيز به خوبي حفظ شود. در روش سيليكون زدايي با محلول رقيق NaOH ساختار زئوليت به خوبي حفظ شد و همچنين اسيديته زئوليت نيز افزايش پيدا كرد. همچنين در روش سنتز كامپوزيتي مشخص شد كه 5/8=pH، براي اين سنتز كامپوزيت مناسب است و باعث افزايش سطح از m2/g 350 به m2/g 470 و تشكيل مزو حفرات منظمي شده است. عملكرد كاتاليست¬هاي سنتز شده در واكنش هيدروايزومريزاسيون نرمال پنتان با تغيير عواملي مثل دما، شدت خوراك ورودي و زمان انجام واكنش مورد بررسي قرار گرفت. مشخص شد كه افزايش سطح و اندازه حفرات با استفاده از محلول بازي باعث بهبود دسترسي مولكول¬هاي واكنش دهنده نرمال پنتان به سايت¬هاي فعال كاتاليست مي¬شود. اين اثر باعث بهبود %9 عملكرد كاتاليست در تبديل نرمال پنتان به ايزوپنتان مي¬شود. همچنين نمونه¬هاي كامپوزيتي با دارا بودن ساختار ميكرو/مزو حفره منظم و سطح بالا، علاوه بر بهود دسترسي به سايت¬هاي فعال، باعث بهبود توزيع فاز فلزي بر روي كاتاليست شده¬اند و هم افزايي اين دو اثر باعث افزايش %30 تبديل نرمال پنتان و %20 انتخاب پذيري ايزوپنتان شده است.

194703

دانشگاه علم و صنعت ايران

ترموسينتيك و كاتاليست

دكتر سيد مهدي علوي املشي