بررسی استفاده از زئولیت طبیعی بهبودیافته به عنوان پایه کاتالیست فرایند هیدروژن زدایی اکسایشی پروپان

موضوع تحقیق : در سال های اخیر تولید پروپیلن با مقیاس صنعتی مبتنی بر روش اکسایشی هیدروژن زدایی پروپان  به دلیل عدم محدودیت های ترمودینامیکی از اهمیت ویژه ای برخوردار بوده است. دراین راستا،  به کارگیری زئولیت های طبیعی با فراوانی بالا و قیمت پایین از جایگاه ویژه ای برخوردار بوده است. در این مقاله زئولیت طبیعی پرلیت به عنوان پایه کاتالیستی اصلاح شد و سپس عملکرد کاتالیست های سنتزی با فلز فعال وانادیوم در فرآیند هیدروژن زدایی اکسایشی پروپان در راستای تولید پروپیلن بررسی‎شد. در این فرایند خوراک مخلوط از پروپان و هوا با دبیh-۱  ۴۰۰۰۰  (GHSV)، تحت فشار اتمسفریک و دمای ۵۰۰ درجه سانتی گراد در یک راکتور کوارتزی بستر ثابت مورد استفاده قرار گرفت. روش تحقیق: در این پژوهش پایه پرلیت طبیعی به عنوان منبعی از آلومینیوم اکسید (Al۲O۳) و سیلیس (SiO۲)  توسط محلول یک مولار آمونیوم نیترات (NH۴NO۳) مورد تعویض یونی قرار گرفت(PERLIT-I). در ادامه به منظور بررسی تاثیر آلومنیوم زدایی پایه، غلظت های مختلف اسیدی از اسید نیتریک (HNO۳) برابر با ۰.۷۵، ۱.۵، و ۲.۲۵ مولار، مورد استفاده قرار گرفت (PERLIT-IA). به منظور سنتز کاتالیست های ۸% وزنی، چهار پایه سنتزشده توسط وانادیوم به عنوان فلز فعال به روش تلقیح خشک نشانده شدند. به منظور تعیین دقیق ساختار و ارزیابی ویژگی های کاتالیست، آنالیز های پراش اشعه ایکس(XRD)، میکروسکوپ الکترون روبشی (FE-SEM)، و برنامه دمایی واجذب آمونیاک (NH۳-TPD) مورد استفاده قرار گرفتند . نتایج اصلی: نتایج نشان داد میزان غلظت اسید مورد استفاده،  پارامتری تاثیرگذار بر میزان درصد تبدیل و گزینش پذیری کاتالیست ها می باشد. در مقایسه، فعالیت متفاوت قابل توجهی بین عملکرد نمونه V/PERLIT-I نسبت به نمونه های V/PERLIT-IA مشاهده شد. مقدار بیشینه گزینش پذیری برای V/PERL-IA(۲.۲۵) برابر با ۷۴ درصد نشان داده شد. با توجه به نتایج، پایه اصلاح شده پرلیت با گزینش پذیری مناسب می توانند در مطالعات بکارگیری به عنوان پایه صنعتی مورد توجه قرار گیرند.

کلیدواژه ها:

Support acidity ، Olefin ، Natural zeolite ، Acidic treatment ، Oxidative dehydrogenation ، اسیدیته پایه ، اولفین ، زئولیت طبیعی ، اصلاح اسیدی ، هیدروژن زدایی اکسایشی