عنوان پایان‌نامه
ساخت وارزیابی کاتالیست ساپو به منظور فرایند تبدیل متانول به الفین های سبک
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی-کاتالیست
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 899.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 44061
- تاریخ دفاع
- ۰۵ اسفند ۱۳۸۸
- دانشجو
- مائده سلماسی
- استاد راهنما
- شهره فاطمی
- چکیده
- کشف میدان¬های جدید گازی و ظرفیت رو به کاهش مخازن نفت در کنار افزایش قابل توجه قیمت آن، سبب گرایش صاحبان دانش فنی به استفاده از گاز طبیعی به عنوان خوراک مورد نیاز صنایع پتروشیمی شده است. تبدیل متانول به الفین (MTO) فرآیندی جدید جهت تولید الفین¬های سبک از خوراک متانول حاصل از گاز طبیعی می¬باشد. نتایج تحقیق در زمینه¬ی کاتالیست این فرآیند نشان می¬دهد، غربال¬مولکولی SAPO-34 بهترین عملکرد را در تولید الفین¬های سبک دارا می¬باشد. نوع ماده¬ی قالب¬ساز از جمله پارامترهای مؤثر در سنتز این کاتالیست می¬باشد. دو قالب¬ساز تترا اتیل آمونیوم هیدروکساید و مورفولین از قالب¬سازهای متداول در سنتز آن می¬باشند. هزینه¬ی استفاده از قالب¬ساز تترا اتیل آمونیوم هیدروکساید بسیار بیشتر از هزینه¬ی استفاده از قالب¬ساز مورفولین است. استفاده از تترا اتیل آمونیوم هیدروکساید سبب تولید ذرات کریستالی کوچک می¬شود؛ در حالیکه استفاده از مورفولین سبب تولید کریستال-هایی با اندازه¬ی درشت شده که از نظر کاتالیستی مطلوب نمی¬باشد. در این پروژه سعی شده است تا با بکارگیری نسبت¬های متفاوت از مخلوط دو ماده¬ی قالب¬ساز مورفولین و تترا اتیل ¬آمونیوم هیدروکساید، کاتالیست مناسبی با کریستال¬های کوچک و توزیع اندازه¬ی ذرات یکنواخت جهت فرآیند تبدیل متانول به الفین¬های سبک (اتیلن و پروپیلن) تولید شود. پس از سنتز این کاتالیست-ها، یکی از این نسبت¬ها انتخاب و با جایگزینی فلزات نیکل و منیزیم در ساختار آن نسبت به اصلاح کاتالیست قبلی اقدام شده است. در ادامه عملکرد کاتالیست¬ها در فرآیند تبدیل متانول به الفین در راکتور بستر ثابت مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از این پژوهش نشان می¬دهد، استفاده از مخلوط دو قالب¬ساز می¬تواند منجر به افزایش بلورینگی نسبی و تولید کریستال¬هایی با اندازه¬ی کوچک و دارای توزیع اندازه¬ی ذرات یکنواختی ¬شود. در بین نمونه¬ها، نمونه¬ها¬ی سنتز شده با نسبت 3 به 1 و 1 به 3 از مورفولین به تترا اتیل آمونیوم هیدروکساید، بلورینگی بالا و فعالیت کاتالیستی مناسبی نشان دادند. همچنین حضور فلزات در ساختار سبب بهبود عملکرد کاتالیستی شده است؛ بطوریکه بصورت مؤثری سبب افزایش گزینش¬پذیری نسبت به اتیلن و پایداری بیشتر کاتالیست شده است.
- Abstract
- Due to the new discovered gas reservoirs and declining the crude oils resources which results in high cost of them, scientists are encouraged to use natural gas as the feed for many petrochemical industries. Conversion of methanol to olefin (MTO) is a new process used to produce light olefins from methanol feed. Researches of this process showed that SAPO-34 has the best performance for production of light olefins. The type of template is one of the most effective factors in synthesis of this kind of catalyst. TEAOH and morpholine are employed as two common templates in SAPO-34 synthesis. TEAOH produces small crystals although it is a very expensive material; on the other hand, morpholine causes production of large crystals which are not desirable catalytically. In this research, SAPO-34 was synthesized with combination of TEAOH and morpholine using different molar ratios to realize the best condition for production of small SAPO-34 crystals and uniform crystal size distribution for conversion of methanol to light olefins (ethylene and propylene). At the next step, for improvement of synthesized SAPOs material, 50% template ratios was selected and nickel and magnesium added to the perpetrated gel to incorporate in the framework. Consequently, the performance of catalyst was tested in a fixed bed reactor for MTO reaction. The results showed that using combined templates leads to increased catalyst relative crystallinity and production of small crystals with a uniform size distribution. Among these samples, those with the mole ratio of 3 to 1 and 1 to 3 of morpholine to TEAOH resulted the highest crystallinity of SAPO-34 and proper activity. Incorporation of metals in the framework modified the catalytic activity, ethylene selectivity and increased catalyst stability.
