عنوان پایان‌نامه
نشاندن انتخابی نانو لایه روتنیوم روی کاتالیست کبالت بر پایه آلومینا به روش ترسیب شیمیایی فاز بخار جدید برای سنتز فیشر تروپش
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی-کاتالیست
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1110.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 52319
- تاریخ دفاع
- ۳۰ بهمن ۱۳۹۰
- دانشجو
- محمدجواد پرنیان
- استاد راهنما
- عباسعلی خدادادی, یداله مرتضوی
- چکیده
- در این تحقیق ارتقادهنده روتنیوم با روش ترسیب شیمیایی فاز بخار به کاتالیست کبالت بر پایه آلومینا افزوده شد. همه‌ی کاتالیست‌ها دارای 15% وزنی کبالت بوده و به روش تلقیح تر ساخته شده¬اند. دو پیش ماده تری روتنیوم دودکا کربونیل و روتنسین برای این فرآیند انتخاب شد که با توجه به نتایج آنالیزهای صورت گرفته و واکنش¬پذیری بالای روتنیوم دودکا کربونیل با دیواره راکتور و عدم کنترل دقیق میزان لایه نشانی روتنیوم بر فاز فعال کبالت، پیش ماده روتنسین برای افزودن روتنیوم به کاتالیست سنتز فیشر تروپش انتخاب شد. برای بهینه بودن فرآیند ترسیب شیمیایی فاز بخار شرایط انجام این فرآیند به طور کامل توسط آنالیز IR، TGA و داده¬های فشار بخار پیش ماده روتنسین، مورد بررسی قرار گرفت و پنجره نشست به منظور یافتن دمای مناسب برای نشستن بهینه روتنیوم بر فاز فعال کاتالیست کبالت بر پایه آلومینا انتخاب شد. در اثر افزودن ارتقادهنده، احیا¬پذیری کاتالیست بهبود چشمگیری داشت که تست فرآیندی کاتالیست و افزایش میزان تبدیل CO تایید کننده آن بود. سنتز فیشر تروپش در شرایط مبنا (220 درجه سانتی¬گراد و نسبت خوراک 2=H2/CO) و در دماهای مختلف (240-210 درجه سانتی¬گراد) و نسبت¬های خوراک مختلف (3-1H2/CO=) صورت گرفت. میزان تبدیل منوکسید کربن برای کاتالیست¬های ارتقا¬¬¬داده شده نسبت به نمونه‌ی بدون روتنیوم در شرایط مبنا حدود 180% بهبود نشان ¬داد که دلیل آن برهم کنش مناسب روتنیوم با فاز فعال کبالت و کمک به احیاپذیری بیشتر فاز فعال کاتالیستی می¬باشد. . تمام نمونه¬های ارتقاداده شده، گزینش¬پذیری برای محصولات سنگین هیدروکربنی را نسبت به کاتالیست بدون ارتقادهنده بهبود داده¬اند. همچنین در تمام دماها و همه¬ی نسبت¬های خوراک مورد بررسی، تمام پارامترهای فرآیندی کاتالیست¬های ارتقا داده شده از کاتالیست مرجع بدون ارتقا دهنده بهتر است.
- Abstract
- Preparation of supported bimetallic catalysts was performed by selective deposition of metal complex precursors on the surface of the first metal particles. Co-Ru bimetallic catalysts were prepared by a CVD technique in which Ru was added by passing volatile organometallic compounds over Co/Al2O3 in a flow of hydrogen. The base Catalyst was prepared using cobalt nitrate and ruthenocene as starting materials. The CVD temperature window for detecting temperature region to selective deposition of Ru on active phase catalyst was found by FTIR analysis. The effects of adding ruthenium by chemical vapor deposition method to the catalyst on activity and selectivity for the Fischer-Tropsch synthesis were investigated in a fixed bed reactor. The catalysts were characterized by temperature programmed reduction (TPR), EDX, ICP, XRD and BET. Addition of 0.3%wt Ru promoter to 15.0 wt% Co/Al2O3, shifted both steps of cobalt reduction temperatures to lower temperatures by about 120 . Mixed Co-Ru sites on ?-alumina improved the CO conversion and selectivity of desired products. This catalyst shows about 3 times higher conversion, 30% improvement in C5+ selectivity and 30% suppression of methane selectivity. The prepared catalysts show a considerable increase in CO conversion, i.e. from 15.3% to 42.9%, with the increase of Ru content from 0.0% to 0.30% wt.
