تهیه کاتالیست های کامپوزیتی نانواکسیدهای کروم و آهن- زئولیت و ارزیابی فعالیت کاتالیتیکی آن ها در فرایند دهیدروژناسیون اتیل بنزن به استایرن
/جعفر جعفری نژاد
تبریز: دانشگاه تبریز ، دانشکده شیمی ، گروه شیمی معدنی
۱۳۶ص
چاپی
شیمی معدنی
۱۳۹۰/۱۱/۲۵
تبریز: دانشگاه تبریز ، دانشکده شیمی ، گروه شیمی معدنی
کاتالیستصها در تکنولوژی شیمی مدرن نقش کلیدی ایفا کرده و کاتالیست های سنتز شده بر پایه ی زئولیت، به خاطر داشتن سطح وسیع و سایت های فعال فراوان و گزینش-پذیری بالا، کاربرد گسترده ای در صنایع پالایشی و پتروشیمی دارند .ما در این پروژه سه هدف را دنبال کردیم ا- سنتز زئولیت های Y وZSM - ۵به روش هیدروترمال با مایکروفر :ما سعی کردیم به جای استفاده از روش های متداول، زئولیت هایZSM - ۵و Yرا با استفاده از دستگاه مایکروفر سنتز کنیم .در این راستا ما توانستیم نانوذرات زئولیت ZSM - ۵را با خلوص بالا و در مدت زمان کمتر (min۲۵تابش دهی با مایکروفر (با موفقیت سنتز کنیم .اما از آنجا که زئولیت Y در زمان سنتز پایدار نیست، لذا مخلوط زئولیت Y و) P فرم پایدار (را بدست آوردیم .در تلاش برای سنتز زئولیت Y خالص، موفق شدیم زئولیت هایPc ، HS وP - Cرا به طور خالص سنتز کنیم .شناسایی زئولیت ها با استفاده از تکنیکصهای XRDوIR- FTانجام گرفت. ۲- تهیه ی کاتالیست های کامپوزیتی نانواکسیدهای آهن و کروم - زئولیت :این کاتالیست ها به دو روش پخش در حالت جامد و کپسوله کردن تهیه شدند .در روش اول از مخلوط پودری Fe۲O۳، Cr۲O۳و K۲CO۳به نسبت های وزنی مختلف با زئولیت هایZSM - ۵وY- تجاری استفاده شد .اما در روش دوم کمپلکس های این فلزات درون حفرات زئولیت هایZSM - ۵و)Yتجاری (کپسوله شدند .این کمپلکس ها عبارتند ازK۳[Cr(C۲O۴)۳] :،Fe(C۵H۵)۲ ، Fe(salen) و .Cr(salen)بدین ترتیب انواع کاتالیست های مورد نیاز تهیه شدند .و با استفاده از تکنیکصهایIR -EDX, SEM, XRD, FTمورد شناسایی و بررسی قرار گرفتند - بررسی فعالیت کاتالیزوری کاتالیست های تهیه شده، در فرایند دهیدرروژناسیون اتیل بنزن به استایرن با استفاده از یک پایلوت آزمایشگاهی، کاتالیست های تهیه شده را در فرایند دهیدرروژناسیون اتیل بنزن تست کردیم و برای ارزیابی عملکرد این کاتالیستصها، از دستگاه GC استفاده کردیم .نتایج حاکی از آن است که کاتالیست های تهیه شده بر روی زئولیت Y ، از نظر درصد تبدیل اتیلصبنزن، و کاتالیست های تهیه شده بر روی زئولیتص۵- ZSM، از نظر درصد گزینش پذیری استایرن، کارایی بهتری دارند .ضمنا کاتالیست های سنتز شده با روش کپسوله شدن، بدلیل داشتن اندازه ی کوچک تر و توزیع یکنواخت ذرات، نسبت به کاتالیس های تهیه شده با روشSSD ، راندمان بالاتری در تبدیل اتیل بنزن به استایرن از خود نشان می-دهند
Catalysts is known to play a key role in modern chemical technology, and catalysts synthesized based on the zeolite, are among the most important catalysts used on a large scale in the Refining and Petrochemical Industrials because of their inherent capability of product selectivity, widely surface and teem active sites. In this project, three objectives followed 1.Synthesis of zeolite Y and ZSM-5 using microwave oven We tried synthesis zeolite ZSM-5 and Y by using the device domestic to microwave oven in lieu of use conventional. In this regard, we were able to synthesis ZSM-5 zeolite nanoparticles with high purity in low time (min25 irradiation with microwave oven) successfully. But we obtain mixture of zeolite Y and P (stable form), due to Y zeolite is not stable in time synthesis. However in attempt to synthesis of the net zeolite Y, we succeeded to synthesis of Pc, HS and PC zeolites to the purely. Zeolites to be identification by using XRD and FT-IR techniques. 2.Preparation of the catalysts nano-composite oxides of iron and chromium - Zeolite: Catalysts were prepared with two methods, solid state dispersion and encapsulation. In the first method was used of mixing powdered Fe2O3, Cr2O3, and K2CO3 various weight ratio by the ZSM-5 and Y zeolites. But in second method, the metal complexes were encapsulated in pores of ZSM-5 and Y zeolites. These complexes are K3[Cr(C2O4)3], Fe(C5H5)2, Fe(salen) and Cr(salen). Thus, types of catalysts required were prepared. and were recognized by using EDX, SEM, XRD, FT-IR techniques. 3.Evaluation of the catalytic activities of the catalysts prepared ethylbenzene to styrene in the process dehydrogenation ; Prepared catalysts were tested in the ethylbenzene dehydrogenation by using of pilot laboratory. And to evaluate the performance of this catalysts, we used the GC device. The results suggest, the prepared catalysts in Y zeolite, have percentage of conversion of ethylbenzene, and the prepared catalysts ZSM-5 zeolite have selectivity of styrene, efficiency better. Also, catalysts synthesized by encapsulation method, due to the small size and more uniform distribution of particles, indicated higher efficiency in conversion ethylbenzene to styrene from the catalysts provided with SSD