استفاده از ارتقا دهنده هاي قليايي و قليايي خاكي و لانتانيدها در كاتاليزور Ni/SiO2 در ريفرمينگ بخار پروپان

كارشناسي ارشد

توليد هيدرژن با استفاده از واكنش ريفرمينگ پروپان از اهميت به سزايي در پيل هاي سوختي برخوردار است. مهمترين مشكل اين فرآيند ، غير فعال شدن كاتاليست هاي مورد استفاده بر اثر تشكيل كك مي‌باشد. به دليل در دسترس بودن و قيمت پايين فلز نيكل در مقايسه با فلزات گران بها ، نيكل متداول ترين فلز مورد استفاده در فرآيند ريفرمينگ بخار پروپان است.در اين پژوهش، ابتدا به بررسي تأثير دماي احيا و كلسيناسيون كاتاليست Ni/SiO2 پردآخته شده است. مشاهده شد كه با كاهش دماي فرآيند كلسيناسيون و احيا ، عملكرد كاتاليست بهبود مي‌يابد. با مشاهده تاثير قابل توجه دماي فرآيند كلسيناسيون و احيا بر عملكرد كاتاليست ، عمليات كلسيناسيون و احيا در يك مرحله و همزمان در درون راكتور بستر ثابت انجام شد كه ميزان تبديل پروپان از (25%-69%) به (91%-95%) بهبود يافت. سپس به بررسي و تأثير افزودن ارتقاء دهنده هاي پتاسيم ، استرانسيم ، سريم و لانتانيوم كه به روش تلقيح بارگذاري شده بودند ، پردآخته شد. پس از انجام آزمون هاي راكتوري مشاهده شد كه ارتقاء دهنده ي پتاسيم و استرانسيوم ميزان تبديل پروپان را به شدت كاهش ولي سريم و لانتانيوم آن را افزايش دادند كه سريم نسبت به لانتانيوم عملكرد ضعيف تر جزيي از خود نشان داد. بررسي كاتاليست Ni.La/SiO2 با در صد وزني مختلف فاز فعال نيكل (5 و10 و15) و ارتقادهنده‌ي لانتانيوم (2و5و8) نشان داد كه كاتاليست Ni(10).La(2)/SiO2 با ميزان تبديل پروپان (91%-95%) و بازده هيدرژن (66%-69%) بهترين عملكرد را داد. كاتاليست هاي سنتز شده با استفاده از آناليزهاي SEM و BET وXRD و TGA/DTA تعيين مشخصه شدند. نتايج نشان داد كه افزودن 2% لانتانيوم به كاتاليست حاوي 10% نيكل ، باعث كوچك شدن و پخش همگن‌تر ذرات نيكل و افزايش سطح ويژه و كاهش حجم حفره ها شد و ميزان كك كربني در آن كاهش يافت . بنابراين، با افزودن 2% وزني لانتانيوم به كاتاليست Ni(10)/SiO2 در GHSV ml/(h.grcat) 45000 در دماي C°640 به مدت min420 و نسبت بخار به كربن 3S/C= تبديل پروپان و پايداري كاتاليست به صورت قابل توجهي بهبود يافت . سپس كاتاليست بهينه ، در شرايط عملياتي مختلف مورد آزمون راكتوري قرار گرفت .

191670

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر امين بازياري

ترموسينتيك

دكتر سيد مهدي علوي