بررسي عملكرد كاتاليست نيكلي در راكتور بسترسيال و بستر ثابت در ريفرمينگ بخار پروپان

كارشناسي ارشد

واكنش ريفرمينگ يكي از شناختهشدهترين واكنشهاي شيميايي براي توليد گاز سنتز بهحساب ميآيند. واكنش ريفرمينگ بخار پروپان معمولا با بازدهي مناسب هيدروژن همراه است و استفاده از راكتور بسترسيال براي توليد هيدروژن با بازدهي بالا در اين واكنش يك ايدهي مهم و تأثيرگذار بهحساب ميآيد. توليد كربن بيشتر و انجام عمليات در دماي پايين نسبت به ريفرمينگ هيدروكربنهاي سبكتر ازجمله خواص واكنش ريفرمينگ بخار پروپان است كه دو راكتور بسترسيال و بستر ثابت را كاملا به چالش ميكشاند. هيدروديناميك جريان در راكتورها مطابق با شرايط انجام واكنش يك عامل مهم در پايداري و فعاليت كاتاليست محسوب ميشود. دماي انجام واكنش در بازهي دمايي 466oCتا 486oCو در نسبت بخار به پروپان ()1/5-2/5-3 انجام گرفته است كه اختلاف در عملكرد دو راكتور در دماي بالاي واكنش بيشتر خواهد شد. واكنش در فشار اتمسفر و مقدار سرعت فضايي برابر با GHSV=27355 ml/g.hانجامگرفته است. بهترين نتيجه در آزمون پايداري در دماي 486oCدر نسبت بخار به پروپان 3در راكتور بسترسيال مشاهدهشده است كه مقدار بازدهي هيدروژن %75و مقدار تبديل پروپان %44است و در همين شرايط عملياتي در راكتور بستر ثابت مقدار بازده و تبديل به ترتيب، %44و %84است. پايداري كاتاليست در نسبت بخار به پروپان 3در راكتور بسترسيال بيشتر از بستر ثابت است به صورتي كه كاهش مقدار تبديل به ترتيب براي بسترسيال و ثابت برابر با %6/78 و %5/2است. در نسبت بخار به پروپان 2/5اختلاف عملكرد دو راكتور به بيشتر مقدار خود ميرسد به صورتيكه كه در دماي 456oCاين نسبت، زماني كه بسترسيال در طول 7ساعت از واكنش همچنان پايدار است كاهش مقدار تبديل پروپان براي بستر ثابت در راستاي انجام واكنش به % 12/1رسيده است. واكنش در نسبت خوراك 1/5در دماي 456oCنتايج يكساني در تبديل براي بسترسيال و بستر ثابت ايجاد ميشود. كاتاليستهاي استفادهشده در آناليز BET ،SEM ،XRDو DTA-TGبراي بررسي مقدار كربن، نوع و ساختار آن تعيين مشخصه شدهاند. مطابق با آناليزهاي صورت گرفته مقدار كربن توليدشده در كاتاليستهاي بسترسيال كمتر و واكنشپذيري آن بالاتراست و مقدار سطح ويژهي كاتاليستهاي مستعمل (بعد از واكنش) بسترسيال بيشتر از بستر ثابت است. واژههاي كليدي: ريفرمينگ بخار پروپان، كاتاليست ،Ni-K/CeO2/Al2O3راكتور بسترسيال، راكتور بستر ثابت

191701

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر گلشن مظلوم

مهندسي شيمي - ترموديناميك و سينتيك

دكتر سيد مهدي علوي املشي