Selective Production of Propylene from Methanol using Monolith Structured Zeolite and Modified Zeolite ZSM-5 Catalysts

Abstract

تمت دراسة إنتاج انتقائي للبروبيلين من الميثانول باستخدام هيكلة متراصة لـZSM-5. في ذلك، تم استخدام P ،Ce ، Fe وLa كحفازات ZSM-5 على نظام مفاعل سرير ثابت. وقد تم في البداية التحقيق في النشاط الحفزي للزيوليت ZSM-5 مع نسبة جزيئية SiO2/AL2O3 30، 50، 80، 280 و 410، حيث وجد أن ZSM-5-280 يظهر أفضل أداء كمحفز. تم البحث في ظروف التفاعل لنستنتج أن أفضلها كان في درجة حرارة 500 مئوية، وضغط 1 بار و سرعة تدفق وزنية 15 1/ساعة مع الميثانول كعلف. في أفضل ظروف التفاعل أنتج الزيوليت ZSM-5-280 الانتقائية 47.3%، و الانتاج 17.4 % للبروبيلين مع تحويل الميثانول بنسبة 100%. تم الحصول على أفضل حافز باستخدام نسبة 0.1% من وزن الفوسفور محملا على ZSM-5-280 مما أدى إلى تحسن انتقائية البروبيلين بنسبة 14% و انتاج بنسبة 24.7 %. تم تحضير الحفازات ذات الهيكلية المتراصة من طبقة واحدة (6.8%)، طبقة مزدوجة (10.3%) و طبقة ثلاثية (13.1%) من الطلاء ZSM-5-280 حافزا. الحفازات المطلية بطبقة واحدة زادت الانتقائية للبروبيلين بنسبة 19.2% الانتاج بنسبة 34.5%. هذا التغير الفعلي سببه النشر الداخلي الأفضل والحد من مقاومة نقل الكتلة في القنوات المتراصة، مما يسبب وقت إقامة قصيرة وبالتالي يقلل من المركبات المتطايرة عن طريق فصل التفاعلات الجوهرية وزيادة الأوليفينات. تم تطبيق تقنيات تحليلية مثل XRD، SEM-EDX، BET وNH3-TPD للتحقيق في الخصائص الفيزيائية والكيميائية لكل من الحفازات النقية المطلية، والمعدلة بالفسفور والمحضرة بهيكلة متراصة ZSM-5-280 . تكشف نتائج NH3-TPD أن الحموضة تتناقص مع زيادة في النسبة الجزيئيةSiO2/AL2O3 لحفازات ZSM-5. تم خفض حموضة ZSM-5-280 المعدل بالفسفور حافزا بنسبة 43.0% وذلك بسبب القضاء الجزئي على مواقع الحمض قوية. .انماط XRD التي تم الحصول عليها للحافز ذو الهيكلية المتراصة ZSM-5-280 أكدت عدم التغير في تبلور الحافز. وكشفت صور SEM طلاءا حافزا ذا نمط منتظمٍ متساوٍ داخل قنوات متراص الهيكلية.