عنوان

بررسی اثر شرایط عملیاتی بر عملکرد کاتالیست زئولیتی در تبدیل ضایعات پلاستیکی

IR

۴۲۰۴پ

فارسی

IR

بررسی اثر شرایط عملیاتی بر عملکرد کاتالیست زئولیتی در تبدیل ضایعات پلاستیکی

[پایان‌نامه]

Investigation of the effect of operating conditions on the performance of zeolite catalyst in the conversion of plastic waste

/محمدرضا یوسفی

: مهندسی شیمی

، ۱۳۹۹

۸۰ص.

:

زبان: فارسی

زبان چکیده: فارسی

چاپی - الکترونیکی

مصور، جدول، نمودار

کارشناسی ارشد

مهندسی شیمی- ترموسینتیک و کاتالیست

۱۳۹۹/۰۶/۰۱

صنعتی سهند

با افزایش روزافزون جمعیت، تولید پلاستیک‌ها همه ساله در حال افزایش است .پلاستیک‌ها نقش مهمی را در زندگی انسان‌ها ایفا می‌کنند .سبکی، هزینه پایین تولید و مقاومت در برابر خوردگی باعث شده است که پلاستیک‌ها جایگزین موادی مثل چوب، فلزات و سرامیک در اکثر مصارف روزانه شوند .در نتیجه این امر باعث افزایش مقدار ضایعات پلاستیکی شده است، که یکی از معضلات بزرگ دنیای امروز و کشور ما به حساب می‌آید .افزایش ضایعات پلاستیکی باعث به خطر افتادن زندگی انسان‌ها، حیوانات و همچنین محیط زیست شده است .تجزیه پلاستیک به طور طبیعی ممکن است صدها سال طول بکشد .بنابراین یک روش کارامد، مقرون به‌صرفه و سازگار با محیط زیست برای مدیریت و بازیافت ضایعات پلاستیکی ضروری است .از میان تمامی روش‌های بازیافت شیمیایی، پیرولیز کاتالیستی به دلیل مزایای زیاد عملیاتی و محیط زیستی گزینه‌ی مناسبی به نظر می‌رسد .کاتالیست‌های زئولیتی به دلیل فعالیت بالا، انتخاب‌پذیری مطلوب و اسیدیته قوی توجه بسیاری از محققین را به خود جلب کرده است .از بین کاتالیست‌های زئولیتی، کاتالیست زئولیتیZSM -۵ به دلیل ساختار کریستالی مناسب، اسیدیته بالا و همچنین غیر فعال شدن کمتر؛ بهترین گزینه برای پیرولیز ضایعات پلاستیکی می‌باشد .در این پایان نامه، برای اولین بار جهت استفاده در این فرآیند، کاتالیست زئولیتیZSM -۵ با نسبت Si/Al برابر با ۲۰۰ به روش هیدروترمال در ║ C۱۸۰ سنتز شد و تقویت‌کننده‌های آهن( ۱۰) و مولیبدن ( ۵-۳۰) به روش تلقیح مرطوب به آن اضافه گردید .جهت تعیین مشخصه کاتالیست‌ها از آنالیزهای مختلفی نظیرXRD ،SEM- FE،BET ،TEM ، FTIR وNH۳- TPDاستفاده شد .نتایج تعیین مشخصه، تشکیل صحیح فاز کریستالی، مورفولوژی سطحی کروی، مساحت سطح بالا(m ۲g-۱۳۷۶) و اسیدیته مطلوب(mmolNH ۳g-۱ ۰/۲۴) را نشان داد .عملکرد کاتالیستی نمونه‌های سنتز شده برای پیرولیز کاتالیستی پلی‌پروپیلن در یک راکتور بستر ثابت، در شرایط عملیاتی مختلف ارزیابی شد .براساس نتایج به دست آمده، نانوکاتالیست‌هایNZC ۲۵ و FeNC به دلیل اسیدیته و خصوصیات ساختاری مطلوب، بهترین عملکرد کاتالیستی را نشان دادند و به عنوان نانوکاتالیست بهینه انتخاب شدند .برای نانوکاتالیستNZC ۲۵، بهترین شرایط عملیاتی، دمای C ۵۲۵، نسبت کاتالیست به پلاستیک ۱۰:۲ به دست آمد که مقدار محصولات آروماتیکی( ۸۷) ، ایزوپارافینی( ۲) و الفینی( ۹) را تولید کرد .همچنین برای نانوکاتالیستFeNC ، بهترین شرایط عملیاتی، دمای C ۵۷۵، نسبت کاتالیست به پلاستیک ۱۰:۱ و دبی گاز نیتروژنml min-۱ ۵۰ به دست آمد که بهترین ترکیب درصد از هیدروکربن‌های با ارزش را حاصل کرد بطوریکه آروماتیک( ۷۵) ، ایزوپارافین( ۴) و الفین( ۲۰) بدست آمد .نتایج از پتانسیل بالای کاتالیست زئولیتیZSM -۵ با نسبت Si/Al بالا برای تبدیل ضایعات پلاستیکی به مواد با ارزش افزوده بالا حکایت دارد.

C, catalyst to plastic ratio of 1:10, and nitrogen gas flow rate of 50 ml min-1, which resulted in the best compostion of valuable hydrocarbons as aromatic (75 ), isoparaffin (4 ), and olefin (20 ). The results confirm the high potential of the high silica ZSM-5 catalyst as a high efficient catalyst for waste plastic pyrolysis.░ C, a catalyst to plastic ratio of 2:10, which produced higher value-added hydrocarbons as aromatic (87 ), isoparaffin (2 ), and olefin (9 ). For FeNC catalyst, the best operating conditions were 575░ As the population growth, the production of plastics is increasing every year. Plastics play an important role in human life. Plastics have substituted many types of materials such as wood, metals and ceramics in production of consumer products because they are light, durable, resistant to corrosion, and cheap. This leads to an increase in the amount of plastic waste, which is one of the major problems of the world today and our country. The increase in plastic waste has endangered the lives of humans, animals and the environment. Plastic decomposition can naturally take hundreds of years. Many methods have been proposed for waste plastics recycling but most of them are ineffective. So an efficient, cost-effective, and environmental friendly way of the management and recycling is essential. Among the chemical recycling methods, the catalytic pyrolysis process is more suitable for solving the recycling crisis of plastic waste as well as energy supply. Zeolite catalysts due to their high activity, selectivity and strong acidity have attracted the attention of many researchers. ZSM-5 is the best option for pyrolysis of plastic waste due to its advantages such as good crystalline structure, high acidity and lower deactivation. In this study, zeolite catalyst with Si/Al ratio of 200 was synthesized. Furthermore, different promoters (Fe (10 ) and Mo (5-30 )) were introduced on the parent catalyst through the wet impregnation process. The properties of the catalysts were characterized by XRD, FE-SEM, BET, TEM, FTIR and NH3-TPD techniques. The catalytic performance of the synthesized catalysts were evaluated in a fixed bed reator for catalytic pyrolysis of polypropylene at different operating conditions. The results showed the desired crystalline phases, surface morphology, high specific surface area and desirable acidity. Based on the obtained results, NZC25 and FeNC catalysts showed the best performance due to the desired acidity, which were selected as the optimal catalysts. For NZC25 catalyst, the best operating conditions were 525

ba

Investigation of the effect of operating conditions on the performance of zeolite catalyst in the conversion of plastic waste

ضایعات پلاستیکی

پیرولیز کاتالیستی

ZSM-5

شرایط عملیاتی

Waste plastics, Catalyst Pyrolysis, ZSM-5, Operating conditions

ضایعات پلاستیکی، پیرولیز کاتالیستی، ZSM-۵، شرایط عملیاتی

یوسفی، محمدرضا

رستمی‌زاده، محمد، استاد راهنما

ایران

20230912

شیمی ،۲۰۹۶۴ ،۱۳۹۹

ی‌کیتسلاپ‍ ت‌اعیاض‍ ل‌یدبت‍ رد ی‌تیلوئز ت‌سیلاتاک‍ درکلمع‍ رب‍ ی‌تایلمع‍ طیارش‍ رثا ی‌سررب‍.pdf

عادی

عادی

jli.pdf

pch20964.pdf

0

ایمانی

متن

0

پ۴۲۰۴

فارسی

نمایه‌سازی قبلی

pe

TF

92029

1

a

Y