تهيه و ارزيابي كاتاليست‌هاي سولفيد نيكل – موليبدن بر پايه‌هاي تركيبي و بررسي فعاليت كاتاليستي در فرآوري با هيدروژن خوراك حاوي گازوئيل حاصل از شكست حرارتي

دكتري

در اين پژوهش با هدف كنترل خواص بافتي پايه كاتاليست HDS، سودوبوهمايت از روش جديد و تك مرحله‌اي واكنش دي اكسيد كربن با محلول آلومينات سديم تهيه گرديد. با توجه به جديد بودن روش، و به منظور پر كردن شكاف دانش موجود، مطالعه جامع پارامترهاي موثر بر خواص سودوبوهمايت انجام شد. اثرات هشت پارامتر موثر مورد بررسي قرار گرفت و تاثير هريك بر خواص بافتي سودوبوهمايت سنتز شده مشخص گرديد. از مهمترين نتايج غربالگري پلكت - برمن دستيابي به قدرت كنترل خواص بافتي و دستيابي به حداكثر مساحت سطح BET، متوسط اندازه حفرات و حجم حفرات سودوبوهمايت تهيه شده به ترتيب برابر m2/g 365، Å 155 و cm3/g 08/1 مي‌باشد. با هدف دستيابي به زئوليت مناسب جهت استفاده در پايه كامپوزيتي USY/γ-Al2O3 فرايند بخار زني انتخاب گرديد. آزمايشات جامعي به منظور پر كردن شكاف دانش موجود در اولويت‌بندي پارامترهاي فرآيند فرآورش حرارتي-شيميايي زئوليت NaY كه بر خواص اسيدي و سطحي زئوليت USY حاصل موثر هستند انجام گرديد. با استفاده از مدل‌هاي توسعه داده شده، حداكثر مقادير قابل دست‌يابي براي نسبت مولي Si به Al، اسيديته، سطح BET، اندازه متوسط منافذ و حجم منافذ زئوليت USY، به ترتيب 19/1±75/11، mmole NH3/g 47/0±17/4، m2/g 17±739، Å 9/0±7/20، cm3/g 008/0±351/0 پيش‌بيني گرديد. با استفاده از اين مدل‌ها توانايي كامل كنترل خواص بافتي و اسيدي سودوبوهمايت و زئوليت USY فراهم گرديد. اثرات متوسط اندازه حفرات كاتاليست (DPave) بر فعاليت آن در واكنش HDS مخلوط گازوئيل حاصل از شكست حرارتي (VisGO) و برج تقطير اتمسفريك (AGO) بررسي شد. 7 پايه كاتاليست γ-Al2O3 و كاتاليست NiMo به ترتيب با متوسط اندازه حفرات جذب (و دفع) BJH 3/6 (2/5) الي nm 5/21 (6/18) و 0/5 (7/3) الي nm 3/20 (2/17) تهيه گرديد. بيشترين حذف گوگرد از اين دو خوراك AGO و مخلوط wt% 5 از VisGo در AGO به ترتيب با استفاده از كاتاليست‌هايي با متوسط اندازه حفرات 0/8 (9/5) و nm 1/9 (2/7) صورت گرفت. اين روش تهيه سودوبوهمايت امكان ساخت پايه‌هاي مزوحفره γ-Al2O3 با متوسط اندازه حفرات 5 نانومتر تا nm 20 را فراهم مي‌آورد. اثرات مستقيم و برهمكنشي تركيب پايه، ميزان بارگذاري كل فلزات، نسبت مولي Ni/(Ni+Mo) و نسبت مولي EDTA/Ni بر خواص بافتي، درصد گوگرد در كاتاليست سولفيد شده و فعاليت كاتاليست در گوگردزدايي هيدروژني مخلوط AGO و VisGO با ساخت 27 كاتاليست مورد بررسي قرار گرفت. مساحت سطح، حجم حفرات و متوسط جذب و دفع BJH كاتاليست‌ها به ترتيب در محدوده 199 الي m2/g 277، 50/0 الي cm3/g 63/0 و 88 الي Å 107 و 75 الي Å 90 قرار داشت. مقادير گوگرد باقيمانده در محصول فرآورش شده در محدوده 10 الي ppm 37 اندازه‌گيري گرديد. بر اساس مدل RSM امكان گوگردزدايي از خوراك و دستيابي به محصولي با ppm 3/2 گوگرد توسط كاتاليست بهينه وجود دارد. نمونه بهينه ساخته شده گوگردزدايي تا ppm 1/3 را تاييد مي‌كند.

190925

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر سيد جاوييد روئيايي

مهندسي شيمي

دكتر سيد مهدي علوي - دكتر منصور بزمي