
- عنوان کتاب:Nanoparticles and catalysis
- ناشر:Wiley-VCH
- سال نشر:2007
- ویرایش:
- تعداد صفحه:665
- زبان:انگلیسی
نانوذرات و کاتالیست
خلاصه پایان نامه:
در طی این کار تحقیقاتی ،در مرحله اول به منظور بررسی اثر سموم وانادیوم و نیکل و عمل آوری هیدروحرارتی در کاهش کارایی کاتالیست های کراکینگ،دو نوع از نمونه های کاتالیستی با تلقیح مصنوعی کاتالیست تازه با ترکیب های حاوی کمپلکس های آلی-قلزی پورفیرینی نیکل و وانادیوم تحت خلاء تهیه و سپس با عمل آوری هیدروحرارتی در یک راکتور با بستر ثابت به منظور شبیه سازی از محیط واقعی احیا کننده (ریجنریتور) در واحد صنعتی کراکینگ تهیه شدند.سپس هر دو نوع از نمونه های تهیه شده به وسیله تکنیک های XRF،AAS،XRD بررسی شدند.سپس یک سری نمونه حاوی سموم فلزی و ترکیبی از منیزیم(اسپنیل منیزیم آلومینات) و افزون بر آن یک سری نمونه دیگر حاوی سموم فلزی و ترکیبی از قلع تهیه شدند.در نهایت جهت بررسی خواص اثر سموم فلزی بر کارایی کاتالیست ،تمام نمونه های کاتالیستی تهیه شده در مرحله اول و دوم به وسیله آزمایش های راکتوری در سیستم بستر سیال (مشابه آنچه که در فرایند FCC بالا برنده (رایزر) در مقیاس صنعتی صورت می گیرد)از نقطه نظر میزان تبدیل و گزینش پذیری نسبت به انواع فراورده های فرایند FCC مورد بررسی قرار گرفتند.
این فایل در قالب ورد وقابل ویرایش در 90 صفحه می باشد .
پایان نامه طراحی کاتالیست هیدروکراکینگ برشهای سنگین نفتی
چکیده
با توجه به سنگین شدن منابع نفت کشور , نقش مهم فرآیندهای شکست , بیش از پیش نمایان میشود یکی از این فرآیندها هیدروکراکینگ میباشد , که به علت امتیازات زیاد از اهمیت بیشتری برخوردار است. این فرآیند کاتالیستی , حجم انبوهی از کاتالیستهای مصرفی در پالایشگاهها را به خود اختصاص داده و میزان مصرف کاتالیست آن در ایران , حدود 350 تن در سال میباشد.
دراین پروژه , ساخت کاتالیست این فرآیند مورد نظر بوده است که با توجه به جهت گیری فرآیند هیدروکراکینگ در ایران برای تولید فرآوردههای میان تقطیر , نسبت به ساخت کاتالیست بر پایه سیلیکاآلومینای آمورف و با استفاده از فلزات نیکل – مولیبدن ,مبادرت شده است.
ساخت پایه سیلکاآلومینا , با روش هم ژل سازی , بر اساس ترکیب آلومیناسل و سیلیکاسل انجام شد. در جریان ساخت پایه , مشخص شد که تنظیم پارامترهای عملیاتی نظیر pH , تأثیر بسزایی بر بافت نهایی پایه دارد.
پس از بدست آوردن شرایط بهینه پایه , روشهای مختلف ساخت کاتالیست مورد آزمایش قرار گرفت و خصوصیات فیزیکی و شیمیایی کاتالیست ساخته شده , با کاتالیست تجاری مقایسه گردید. در انتها , کاتالیست ساخته شده با استفاده از روش مخلوط کردن که سادهترین و مقرون به صرفه ترین روش است , آماده گردید و جهت تست راکتوری انتخاب شد. تست راکتوری در شرایط مختلف دما و فشار انجام گردید و نتایج بدست آمده با نتایج حاصل از کاتالیست تجاری مورد مقایسه قرار گرفت.
عنوان …..صفحه
مقدمه …….……………………………………………………………………………..1
بخش اول : مباحث نظری……….….…………………………………………………….3
فصل 1) فرآیند هیدروراکینگ.….….……………………………………………………….4
1-3-1) فرآیند یک مرحلهای ….……………………………………………………..6
1-3-2) فرآیند دو مرحلهای ……....…………………………………………………7
1-5-1) واکنشها ….……………………………………………………………….10
1-5-2) مکانیزم واکنشها …………………………………………………………...12
فصل2) کاتالیستهای هیدروکرانیگ …..…..………………………………………17
2-1) مقدمه ……...…………………………………………………………………17
2-2) روشهای متداول ساخت کاتالیست……..…………………………………………19
2-2-1) رسوب گیری و مخلوط کردن .……...……………………………………..19
2-2-2) شکل دهی ….…..………………………………………………………20
2-2-3) خشک کردن و کلسیناسیون ……..…………………………………………21
2-2-4) تلقیح .…....………………………………………………………………22
2-3) کاتالیستهای فرآیند هیدروکراکینگ …...…………………………………………23
2-3-1) جزء زئولیتی .…..…………………………………………………………..24
2-3-2) اجزا غیر زئولیتی ….….……………………………………………………25
2-3-3) جزء فلزی ….……………………………………………………………...30
2-4) روشهای مختلف ساخت کاتالیستهای هیدروکراکینگ…….………………………..33
2-4-1) مخلوط کردن …...…………………………………………………………33
2-4-2) هم ژل سازی ……..………………………………………………………..33
2-4-3) تلقیح .…………………………………………………………………….34
2-4-4) تبادل یونی(تلقیح بااثر متقابل فلزوپایه) ..….………………………………….35
2-4-5) مخلوط کردن نمک مولیبدن-تلقیح نیکل…..…………………………………36
بخش دوم : بررسیها و عملیات آزمایشگاهی ….……………………………………37
فصل3)ساخت پایه کاتالیست…...…………………………………………………...38
3-1) مراحل ساخت سیلیکاآلومینا….…..……………………………………………38
3-1-1) مراحل ساخت سیلیکاآلومینا….……………………………………………38
3-1-2) شستشوی ژل سیلیکاآلومینا………………………………………………..39
3-1-3) خشک کردن ژل …..…………………………………………………….40
3-1-4) اکسترود کردن و عملیات حرارتی نهایی….…………………………………40
3-2) عملیات آزمایشگاهی …………………………………………………………….43
3-3) جمع بندی ….…………………………………………………………………45
3-4) پارامترهای بررسی شده هنگام ساخت سیلیکاآلومینا…,,……………………………45
3-4-1) تأثیرpH ژل سیلیکاآلومیناروی مشخصات بافتی آن…………………………..45
3-4-2) تأثیرزمان پیرکردن ژل سیلیکا آلومینادر7=pHروی مشخصات بافتی آن….,……45
3-4-3) تأثیر مقدار سدیم , روی سطح سیلیکاآلومینا…,……………………………45
فصل 4) ساخت کاتالیست …………………………………………………………..46
4-1) عملیات آزمایشگاهی ,….…………………………………………………….46
4-1-1) تلقیح همزمان ,,…….……………………………………………………46
4-1-2) مخلوط کردن نمک مولیبدن-تلقیح نیکل…...………………………………46
4-1-3) مخلوط کردن ……………………………………………………………47
4-2) جمع بندی …….……………………………………………………………48
فصل 5) بررسی عملکرد کاتالیست …………………………………………………53
5-1) شرح دستگاه و عملیات ………………………………………………...……53
5-2) محاسبه درصد تبدیل,گزینش پذیری محصولات میان تقطیرو بازده…...………….59
مقدمه
نفت خام , مخلوط پیچیده ایست از هیدروکربنهای مختلف گروههای پارافینی , نفتی و آروماتیک , علاوه بر این در نفت خام مقادیر کمی نیز ترکیبات گوگرددار , نیتروژندار و فلزاتی نظیر نیکل و وانادیم وجود دارد.
در نقطیر نفت خام بر اساس فاصله جوش , برشهای مختلف بدست میآید. برشهایی که در دمای کمتر از oC180 میجوشند , به عنوان « برشهای سبک» در نظر گرفته میشوند. برشهایی که دردمای بین oC180 تا oC360 میجوشند , «مواد میان نقطیر 1» میباشد و برشهای با نقاط جوش بالاتر از oC360 « برشهای سنگین » نامیده میشوند. برشهای مختلف حاصل از تقطیر نفت خام و کاربردهای آنها در جدول (الف) نشان داده شده است.
جدول الف: برشهای مختلف حاصل از تقطیر نفت خام
Typical use
Boiling range , oC
Fraction
Up to 10
Gas (up to C4
Gasoline blend
10 – 80
Gasoline blend (after reforming),jet
80 – 180
Hv , naphta
fule, surce of aromatice
180 – 260
Kerosene
FCC feed , diesel fuel
260 – 360
Atm , gas oil
Source of VGO (by vacuum distil),fuel oil,some
~ 369 +
Atm , residue
hydroprocessd
Asphalt ,coke ,lube oil,some hydroprocessrd
~ 560 +
Vacuum residue
فرآیندهای پالایش , به منظور بهبود کیفیت برشهای نفتی و تبدیل برشهای نفتی نامرغوب به فرآوردههای مطلوب (نظیر سوختها) طراحی شدهاند. شکل (الف) نمودار عملیات پالایش نفت خام را نشان میدهد.
محصولات نفتی بدست آمده از فراورش نفت خام , به تقاضای بازار بستگی دارد. به عنوان مثال پالایشگاههای ایالات متحده آمریکا روی تولید سوختهای وسایل نقلیه , بخصوص بنزین , متمرکز شدهاند. در حالیکه در ایران مواد میان تقطیر نظیر گازوئیل و نفت سفید کاربرد بیشتری دارند.
فرآیندهای شکست , جهت تبدیل برشهای سنگین حاصل از تقطیر نفت خام , به محصولات مطلوب مورد استفاده قرار میگیرند. فرایند هیدروکراکینگ , به علت امتیازات زیاد بیشترین کاربرد را دارا است.
1 Middle distillatcs
رح مختصر : در این پایان نامه واکنش آروماتیزاسیون متان و تبدیل مستقیم آن به بنزن روی کاتالیست های مولیبدن و تنگستن بر پایه زئولیت ZSM-5 در دمای 088 درجه سانتی گراد بررسی شد. کاتالیست های مورد نظر به روش تلقیح نمک فلزی روی زئولیت با درصدهای وزنی مختلف بین 2 تا 8 درصد ساخته شدند. شناسایی کاتالیست ها بوسیله تکنیک های XRD و FTIR انجام و ساختار آن ها قبل و بعد از واکنش بررسی شد. همچنین فعالیت و درصد تبدیل کاتالیست ها و گزینش پذیری محصولات بدست آمده اندازه گیری شد. نتایج بدست آمده نشان داد که با افزایش مقدار فلز روی سطح کاتالیست درصد تبدیل متان به بنزن افزایش می یابد. مقایسه درصد تبدیل کاتالیست ها نشان می دهد که کاتالیست های مولیبدن فعالیت و پایداری بیشتری دارند و هر چه میزان مولیبدن در کاتالیست بیشتر باشد درصد تبدیل و نیز فعالیت کاتالیست بیشتر می شود. با افزایش مقدار فلز روی کاتالیست درصد تبدیل افزایش می یابد. این مسأله اثبات می کند که فعال سازی اولیه متان روی سایت های فلزی کاتالیست انجام می شود. این فعال سازی منجر به انجام واکنش های بعدی و تولید بنزن نهایی می شود. این شرایط تأییدی بر مکانیسم دو عاملی است. این مکانیسم دو عاملی شامل دو مرحله است: ( شکستن هومولیز پیوند C-H و تشکیل رادیکال CH3 . و سپس اتیلن 2 ) حلقه زایی گونه های اتیلنی در حضور سایت های اسیدی درون کانال های ZSM-5 . بررسی واکنش روی پایه مزوحفره ای HMS نشان داد که هیچ گونه محصول آروماتیک تولید نشد. این نشان می دهد که افزایش قطر کانال های پایه باعث کاهش احتمال حلقه زایی می شود.
فهرست :
چکیده
فصل اول
کلیات تحقیق
بیان مسأله
ضرورت انجام تحقیق
اهداف تحقیق
متغیرهای تحقیق
فهرست واژه های کلیدی و اصطلاحات
فصل دوم
پیشینه تحقیق
واکنش هیدروکربن های سبک روی سطوح کربیدی فلزات واسطه
هیدروکربنهای خطی
مولکول های C
مولکول های C و C
واکنشهای ایزومریزاسیون هیدروکربن های خطی
هیدروکربن های حلقوی
آروماتیک ها
واکنش مولکول های اکسیژن دار
الکل ها
کربن دی اکسید
واکنش با مولکول های گوگرددار
تیوفن
آلکان تیول
واکنش HDS روی سطوح کربیدی
واکنش مولکولهای نیتروژن دار
آمونیاک
نیتریل ها
واکنشهای HDN روی کربیدها
واکنش آروماتیزاسیون متان و تبدیل آن به بنزن
تاریخچه
مکانیسم های ارائه شده
نقش پایه
استفاده از کربید تنگستن در تکنولوژی پیل سوختی
همبستگی واکنش پذیری سطح با خواص الکترونی
شباهت ها و اختلافات بین سطوح TMC و فلزات گروه Pt
مدل سازی نظری خواص سطحی
فصل سوم
روش تحقیق
تهیه کاتالیست ها
ساخت کاتالیست های تنگستن و مولیبدن بر پایه ZSM
شناسایی کاتالیست
سیستم راکتوری
واکنش دهیدروآروماتیزاسیون متان
فصل چهار
متجزیه و تحلیل داده ها
شناسایی کاتالیست
درصد تبدیل و گزینش پذیری محصولات
بررسی نقش قطر کانال های پایه
فصل پنجم
بحث، نتیجه گیری و پیشنهاد ها
منابع و مآخذ
طرح توجیهی تولید کاتالیست کانورتور در فرمت پی دی اف و شامل مطالب زیر می باشد:
* خلاصه طرح
* مقدمه
* سرمایه گذاری ثابت
* هزینه های ثابت طرح
* هزینه های جاری طرح
* سرمایه در گردش
* جدول سرمایه گذاری
* فروش و محاسبه سود و زیان