عنوان پایان‌نامه
بررسی عملکرد کاتالیست فرایندکراکینگ کاتالستی بستر سیال شده در راکتور بستر ثابت با عملیات تناوبی
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی-کاتالیست
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 948.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 45960
- تاریخ دفاع
- ۲۱ شهریور ۱۳۸۹
- دانشجو
- شریف نجفی شیرتری
- استاد راهنما
- عباسعلی خدادادی, یداله مرتضوی
- چکیده
- در این پروژه جزئیات دو سیستم تست عملکرد کاتالیست FCC شامل سیستم پیوسته و سیکلی، اجزا و نحوه عملکرد آنها به همراه نحوه کالیبراسیون سیستم آنالیز محصولات و محاسبات مربوط به درصد تبدیل و سلکتیویته کاتالیست‌ها بیان شده است. جهت بررسی فعالیت کاتالیست تجاری و سنتز شده آزمایش‌هایی طراحی شد که در آنها خوراک شامل 20 vol% کیومن در آرگون بود. آنالیز عملکرد در سیستم سیکلی برای کاتالیست تجاری در سه دمای 475، 500 و 525oC و برای کاتالیست سنتز شده در دمای 500oC انجام شد و روند تغییر فعالیت کاتالیست‌ها در چند سیکل بررسی شد. دمای بستر در مرحله فعال‌سازی 700oC انتخاب شد. زمان کراکینگ و فعال‌سازی در هر سیکل به ترتیب برابر یک و پنج دقیقه بود. زمان دفع و خنک کردن نیز براساس زمان تقریبی مرحله استریپینگ در فرایند واقعی و نیز زمان مورد نیاز برای رسیدن راکتور به دمای مورد نظر و پایدار شدن دما برابر 4.5 دقیقه انتخاب شد. برای بررسی تغییر رفتار کاتالیست در حین کراکینگ و انجام تست گذرا در حالت عملیات سیکلی، از سیستم ساخته شده با تغییراتی اندک بهره گرفته شد. در این آزمایش‌ها که روی کاتالیست تجاری انجام شد، زمان هر مرحله مشابه حالت قبل بود و کراکینگ و فعال‌سازی به ترتیب در دمای 500oC و دمای 700oC انجام شد. با استفاده از دستگاه FTIR روند تغییرات غلظت پروپیلن به عنوان شاخص کراکینگ در مرحله کراکینگ و تغییرات غلظت مونواکسید و دی‌اکسید کربن در مرحله فعال‌سازی دنبال گردید. کاتالیست سنتز شده در این تحقیق دارای ترکیب درصد بصورت 50.0 wt% کائولین، 25.0 wt% زئولیت، 15.0 wt% ماتریس و 10.0 wt% چسب می‌باشد. زئولیت NaY به روش هیدروترمال و سیلیکا-آلومینا آمورف (13.0 wt% Al2O3) به روش رسوب همزمان سنتز شده و تحت عملیات تعویض یونی با یون آمونیوم قرار گرفتند. از سیلیکا-آلومینا سل به عنوان چسب و کائولین کلسینه شده به عنوان پرکن کاتالیست استفاده شد. کاتالیست سنتز شده به همراه نمونه کاتالیست تجاری تحت آزمایش‌ها مختلف تعیین مشخصات شامل XRD، XRF، BET، NH3-TPD قرار گرفتند.
- Abstract
- Two test systems including Continuous-Cracking and Cyclic were designed and constructed in this project to study FCC catalysts. The components of the setups along with test instructions, product analysis and calibration methods and calculations of catalyst activity and selectivity are reported in this document. A series of experiments were designed to investigate the cracking performance of catalyst in both systems using 20 vol% cumene in argon as feed. The performance of commercial catalyst was studied in cyclic system for 10 cycles at three cracking temperatures i.e. 475, 500 and 525oC while for the synthesized catalyst the experiment was done only at 500oC. The regeneration temperature in all cyclic tests was chosen to be 700oC and the cracking and regeneration duration was kept at 1 min and 5 min, respectively. Stripping duration was chosen to represent the actual stripping time in real FCC plant and cool down time was adjusted in a way to let the reactor temperature descend to the cracking temperature for the next cycle. In order to study the transient performance of catalyst during cracking step in cyclic mode, the setup was modified and the products analysis was done using FTIR monitoring propylene variation as cracking index and CO and CO2 as regeneration index. The tests were performed at cracking temperature of 500oC on commercial catalyst. The synthesized catalyst in this project consists of 50 wt% calcined kaolin as filler, 25 wt% Y-zeolite as active catalytic component, 15 wt% amorphous silica-alumina (having 13 wt% alumina) as matrix and silica-alumina sol as binder. The zeolite was synthesized through hydrothermal method in the form of NaY and the amorphous silica-alumina through co-precipitation, both ion-exchanged before final catalyst preparation. The synthesized and the commercial catalyst were characterized by XRD, XRF, BET and NH3-TPD.
