عنوان پایان‌نامه
بررسی کاتالیزورهای شکست کاتالیستی هیدرو کربن های سنگین در بستر سیال
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی-کاتالیست
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1246.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 56416
- تاریخ دفاع
- ۱۱ بهمن ۱۳۹۱
- دانشجو
- هلنا میرزابیگی
- استاد راهنما
- عباسعلی خدادادی, یداله مرتضوی
- چکیده
- در این تحقیق کاتالیست جدید هسته زئولیتی و پوسته ماتریس سیلیکا-آلومینا آمورف برای فرایند کراکینگ کاتالیستی در بستر سیال (RFCC) با استفاده از پلیمر پلی‌دی‌آلیل‌دی‌متیل‌آمونیوم‌کلراید (PDDA) به عنوان اصلاح‌کننده بار سطحی ساخته شد. زئولیت NaY با نسبت Si/Al>2 به عنوان هسته و با اندازه های زیر میکرون به روش هیدروترمال و همچنین ماتریس سیلیکا- آلومینا آمورف (ASA) به عنوان پوسته با (13 wt% Al2O3) به روش رسوب همزمان سنتز شده و با یون آمونیوم تعویض یونی شدند. مشخصات کاتالیست های سنتزشده با استفاده از تکنیک‌های XRD، SEM، BET و Ammonia TPD تعیین شده و سپس کاتالیست‌های هسته-پوسته (CS 1 و CS 2)، کاتالیست مخلوط فیزیکی ماتریس و زئولیت Mixed)) و کاتالیست شامل دو بستر متوالی که بستر اول که در معرض جریان خوراک بود سیلیکا-آلومینا و بستر بعدی زئولیت بود M-Z))، تحت آزمایش کراکینگ (1,3,5-triisopropylbenzene) TiPB که به عنوان نماینده خوراک Resid FCC است، قرار گرفتند سپس مقدار و نوع کک تشکیل شده بر نمونه¬ها با آزمایش TPO ارزیابی و مقایسه شد. آزمایش های شکست TiPB نشان داد که فعالیت همه کاتالیست‌ها با گذشت زمان، به دلیل تشکیل کک و پوشیده شدن سایتهای اسیدی، کاهش می¬یابد. فعالیت کاتالیست‌ها پس از 3 min از شروع واکنش شکست، به این ترتیب M-Z > CS 2 > CS 1 > Mixed می‌باشد. همچنین بازده محصولات بنزن، کیومن و پروپیلن پس از 3 min از شروع واکنش شکست، برای کاتالیست CS 2 به ترتیب به میزان 22, 84% 5, درصد و برای کاتالیست CS 1 به ترتیب 4, 14, 49% از کاتالیست Mixed بیشتر هستند، در حالیکه بازده محصولات DiPB آنها به اندازه %15 و 13 از کاتالیست M-Z کمتر است. بنابراین در ساختار این دو کامپوزیت، پوشیده شدن یکنواخت بخش هسته (زئولیت) با پوسته ماتریسی، باعث افزایش قدرت شکست و میزان دسترسی بالا به سایت های فعال در مقایسه با کاتالیست M-Z شده، در نتیجه بازده محصولات مطلوب آنها نیز بیشتر و بازده محصولات سنگینتر آنها کاهش می¬یابد. با انجام آزمایش TPO نمونه¬های کک¬دار مشخص شد که مقدار کک کاتالیست Mixed در مقایسه با نمونه های M-Z ،CS 2 و CS 1 بیشترین است.
- Abstract
- In this work a new core-shell catalyst with Y-zeolite as the core and amorphous silica-alumina as the shell was synthesized using Polydiallyldimethylammonium chloride (PDDA) as the surface charge modifier. The cracking activity and coke formation tendency of the catalysts were evaluated by TiPB cracking as a representative of the feeds of RFCC units. Sub-micron NaY Zeolite particles with the Si/Al > 2 and amorphous silica alumina (ASA) matrix (13 wt% Al2O3) were synthesized by hydrothermal and Co-precipitation methods, respectively, and ammonium exchanged. The catalysts were characterized by XRD, FESEM, BET and ammonia TPD techniques. The core-shell composites (CS 1 and CS 2), physical mixture of Y-zeolite and matrix (denoted as Mixed), and finally a bed of the silica-alumina placed upstream of the Y-zeolite (designated as M-Z) were exposed to 5 vol% of TiPB/Ar gas mixture at 350oC for 40 min. Then, the coke content of the catalysts was examined by TPO tests. TiPB cracking experiments show that the activity of all the catalysts decreases with time on cracking, due to the formation of coke on the surface acid sites. The TiPB conversion at 3 min time on cracking decreases in the order of M-Z > CS 2> CS 1> Mixed. Yield of Benzene plus cumene (as deep cracking products) for CS2 and CS1 samples are respectively 24% and 15% higher than that of the mixed catalyst after 3 min of the cracking reactions. Over all the catalysts, DiPB yields increases with time at the expense of benzene and cumene. TPO experiments exhibit the highest amount of coke on the mixed catalyst among all the screened samples.
