مدل سازی آماری و بهینه سازی فرآیند هیدروژن زدایی اکسایشی پروپان با استفاده از کاتالیست مولیبدن بر پایه گاما آلومینا

رشد شدید تقاضای جهانی برای پروپیلن، موجب مطالعات و تحقیقات گسترده ای جهت یافتن روش­های جایگزین به صرفه تر و با مصرف کمتر انرژی و بازده مناسب گردیده است. در این پژوهش از گاما آلومینا به عنوان پایه­ی کاتالیست­های مولیبدن در فرآیند هیدروژن زدایی اکسایشی پروپان، جهت تولید پروپیلن استفاده شده است. کاتالیست­ها به روش تلقیح مرطوب تهیه شده است. به منظور ارزیابی و تعیین دقیق مشخصات کاتالیست­های ساخته شده، آنالیزهای FTIR، XRD، BET، SEM و XRF  انجام گرفته است. از طراحی آزمایش به روش مرکب مرکزی برای بررسی تاثیر پارامترهای دمای واکنش، درصد بارگذاری مولیبدن، نسبت پروپان به اکسیژن و همچنین بررسی تاثیر برهمکنش بین آن ها در تولید پروپیلن طی فرآیند هیدروژن زدایی اکسایشی پروپان استفاده شد. برای این منظور از بارگذاری مولیبدن در محدوده ۱۶-۴ درصد وزنی، نسبت پروپان به اکسیژن در محدوده ۳-۱ و دما در محدوده ی ۵۴۰-۳۸۰ درجه سلسیوس به عنوان متغیرهای ورودی روش مرکب مرکزی استفاده شد. پس از انجام آزمون راکتوری و تحلیل نتایج توسط نرم­افزار طراحی آزمایش مشاهده شد، مدل­های پیش بینی شده برای درصد تبدیل پروپان، درصد گزینش­پذیری پروپیلن و درصد بازده هیدروژن­زدایی اکسایشی با دقت ۹۵% موردقبول است. حالت بیشینه درصد بازده هیدروژن­زدایی اکسایشی با مقدار ۰۲/۱۴ درصد در دمای ۴۸۷ درجه سلسیوس، ۲۲/۱۱ درصد بارگذاری مولیبدن و نسبت پروپان به اکسیژن ۵/۱ به دست آمد که در حالت آزمایشگاهی توانست با دقت ۹۴% نسبت به حالت پیشنهادی بهینه مدل طراحی آزمایش حاصل شود.

کلیدواژه ها:

oxidative dehydrogenation ، propane ، propylene ، gamma alumina ، molybdenum ، design expert ، هیدروژن زدایی اکسایشی ، پروپان ، پروپیلن ، گاما آلومینا ، مولیبدن ، طراحی آزمایش