ساخت و بررسي كاتاليست هاي نانو ساختار حاوي سريم براي اكسيداسيون تركيبات گوگردي مقاوم سوخت ¬هاي هيدروكربني مايع

كارشناسي ارشد

فرآيند گوگردزدايي اكسايشي مكملي مناسب براي فرآيند گوگردزدايي هيدروژني جهت حذف تركيبات گوگردي مقاوم موجود در سوخت¬هاي فسيلي مانند بنزوتيوفن، دي¬بنزوتيوفن و مشتقات آلكيلي آن¬ها در شرايط عملياتي پايين (دماي پايين و فشار اتمسفر) محسوب مي¬شود. ساختار منحصر به فرد و خاصيت اكسايش – كاهش اكسيد سريم، آن را به عنوان اكسيد فلزي مناسب براي اغلب فرآيندها و مطالعات كاتاليستي معرفي كرده است. در اين پروژه، فعاليت كاتاليست¬هاي نانوساختار حاوي سريم در فرآيند گوگردزدايي اكسايشي با استفاده از كاتاليست حاوي اكسيد سريم در كنار اكسيد واناديم بر روي پايه گاما-آلومينا (CeO2-VOx/γ-Al2O3 )مورد بررسي قرار گرفت كه به صورت CV/x نامگذاري شدند و x نشان دهنده مقدار درصد وزني بارگذاري شده سريم بر روي پايه كاتاليست است. كاتاليست¬ها با حداكثر بارگذاري 13% وزني، به روش تلقيح خشك اصلاح شده با استفاده از امواج فراصوت ساخته شدند. خواص و ساختار نمونه¬هاي كاتاليستي با استفاده از آناليزهاي پراش پرتو ايكس (XRD)، جذب و دفع نيتروژن (N2 adsorption–desorption)، طيف¬سنجي تبديل فوريه مادون قرمز (FTIR)، طيف¬سنجي بازتابش انتشاري فرابنفش – مرئي (UV-Vis DRS)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشر ميداني(FE-SEM) و طيف¬سنجي پراش انرژي پرتو ايكس (EDX) مورد بررسي قرار گرفتند. فرآيند گوگردزدايي اكسايشي با استفاده از سوخت مدل حاوي ppmw 500 گوگرد كه به صورت دي¬بنزوتيوفن در حلال نرمال-دودكان بود، انجام شد. گوگردزدايي با استفاده از اكسنده ترشيري¬بوتيل هيدروپروكسيد با نسبت مولي O/S برابر با 5 و در حضور 03/0 گرم كاتاليست در دماي C° 80 و فشار 1 اتمسفر انجام و ميزان تبديل دي¬بنزوتيوفن با استفاده از دستگاه كروماتوگرافي گازي مجهز به آشكارساز PFPD اندازه¬گيري شد. اثر بارگذاري جزء فعال، امواج فراصوت مورد استفاده در ساخت كاتاليست، دماي واكنش، نسبت مولي O/S و حضور تركيبات رقابتي ايندول، كوئينولين وسيكلوهگزن بر نتيجه گوگردزدايي نيز مورد بررسي قرار گرفت. بهترين نتيجه گوگردزدايي براي كاتاليست CV/7 شامل 7% وزني سريم در كنار 6% وزني واناديم، بدست آمد كه توانست پس از 1 دقيقه از شروع واكنش به ميزان تبديل 90% برسد، اين ميزان تبديل براي كاتاليستي كه بدون امواج فراصوت ساخته شده است به 32% در مدت زمان 1 دقيقه مي¬رسد. فعاليت كاتاليستي ديگر نمونه¬هاي كاتاليستي به ترتيب به صورت CV/7 > CV/5 > CV/10 > CV/11 بوده است. كاهش دماي واكنش از دماي C° 80 به دماهاي C° 60 و 40 به ترتيب سبب كاهش ثابت سرعت واكنش از مقدار mol. L-1. min-1 956/1 به مقادير mol. L-1. min-1 1116/0 و 0256/0 شد و در نتيجه درصد گوگردزدايي از ميزان 98% به ميزان 10% و 5% در 2 دقيقه كاهش يافت. همچنين حضور تركيبات رقابتي نيز سبب كاهش تبديل دي-بنزوتيوفن به 82% ، 78% و 32% به ترتيب در حضور كوئينولين، ايندول و سيكلوهگزن پس از گذشت مدت زمان 2 دقيقه شد.

193400

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي شيمي

دكتر امين بازياري - دكتر سيد مهدي علوي املشي