OXIDATIVE DEHYDROGENATION OF N-BUTANE OVER CHROMIUM AND VANADIUM SUPPORTED CATALYSTS WITH CO2 AS A MILD OXIDANT: SYNTHESIS, CHARACTERIZATION AND KINETIC STUDIES
No Thumbnail Available
Date
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Saudi Digital Library
Abstract
هذا البحث يختص بدراسة عماية نزع الهيدروجين من البيوتان على العامل الحفاز MCM-41 محمل بأحادي (Cr أو V) أو ثنائي المعدن (Cr-V). تم إستخدام طريقة التلقيح الرطب حيث تم الحفاظ على كمية المعدن ليكون حوالي 4% بالوزن. الخواص الفريدة للعامل الحفاز المدعم بثنائي المعدن تم تقييمها بإستخدام XRD ,تقنية إمتزاز النيتروجين, pyridine FTIR , Raman الطيفي, SEM-EDX و تجارب الحرارة المبرمجة (H2-TPR, NH3-TPD, CO2-TPD). تقييم العامل الحفاز وضح أن Cr بنسبة 1.2% و V بنسبة 2.8% على MCM-41 المعرف ب (1.2Cr2.8V/M-41) أظهر أعلى نسبة تحويل للبيوتان بنسبة 20.1% و إنتاجية بيوتين بنسبة 88.5% عند درجة حرارة 600 درجة مئوية. في وجود ثاني أوكسيد الكربون تحسنت الإستقرارية ل 1.2Cr2.8V/M-41 . و يمكن إرجاع هذا الأداء العالي للحفاز ثنائي المعدن إلى الأثر التعاضدي للتوزيع المتجانس لخليط أوكسيدات Cr-V-O على MCM-41, الإختزالية العالية و حامضية السطح. تم إختبار نزع الهيدروجين التأكسدي للبيوتان بإستخدام ثاني أوكسيد الكربون كمؤكسد معتدل للحفاز المدعم بثنائي المعدن (Cr, V) (MCM-41,ZSM-5, MCM-22, mesoZSM-5). المحتوى المعدني من Cr و V تم تم الحفاظ عليه عند 1.2% و 2.8% على التوالي لعملية إختبار العامل الحفاز في المفاعل عند درجات حرارة مختلفة بين 525 و 600 درجة مئوية لمدة 180 دقيقة. 1.2Cr2.8V/M-41 و 1.2Cr2.8V/ZSM-5 أظهرا اعلى نسبة تحويل بقيمة 14% و 13.1% على التوالي عند 10 دقائق و 600 درجة مئوية. بشكل واضح تم ملاحظة إنتاجية عالية للبيوتين على MCM-41 بنسبة 86.27% بالمقارنة مع 58.1% ل ZSM-5. المسامية الدقيقة ل ZSM-5 كان لها تأثير سلبي على درجة التحويل بقيمة 7.1% و لكنها حسنت بدرجة قليلة الإنتقائية للبيوتين. أظهر 1.2Cr2.8V/M-41 أعلى قدرة على التكسير مؤديا لتقليل عام في إنتقائية البيوتين (57.9%). أظهرت هذه الدراسة أنه على جميع العوامل الحفاز المستخدمة أن نسبة التحويل للبيوتان لا تعتمد على درجة تحويل ثاني أوكسيد الكربون. أظهر 1.2Cr2.8V/M-41 أعلى نسبة تحويل لثاني أوكسيد الكربون في المدى 2.35% إلى 2.2% بين 525 و 550 درجة مئوية. تم دراسة حركية عملية نزع الهيدروجين من البيوتان على العامل الحفاز 1.2Cr2.8V/M-41. تم تطوير منظومة معادلات بناء على تجارب تقييم العامل الحفاز التي أجريت في المفاعل عند درجات حرارة بين 525 و 575 درجة مئوية. بناء على نتائج التجارب, تم تكوين معادلات من نوع المعادلات الأسية و تم حساب قيم الثوابت في هذه المعادلات بمقارنة النتائج المعملية مع المعادلات الأسية المقترحة بإستخدام برنامج MATLAB.