مطالعه و بررسی اثر هم افزایی زئولیت H-ZSM-5 و گاما- آلومینا به‌عنوان پایۀ کاتالیست آهن ارتقاءیافته برای تولید الفینهای سبک از گاز سنتز

شهمیرزادی, خدیجه; زمانیان, اکبر; شعبانیان, رضا; زمانی, یحیی

doi:10.22034/ijche.2024.442504.1394

مطالعه و بررسی اثر هم افزایی زئولیت H-ZSM-5 و گاما- آلومینا به‌عنوان پایۀ کاتالیست آهن ارتقاءیافته برای تولید الفینهای سبک از گاز سنتز

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

خدیجه شهمیرزادی ¹

اکبر زمانیان ²

رضا شعبانیان ³

یحیی زمانی ⁴

¹ دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل

² دانشیار مهندسی شیمی، پژهشگاه صنعت نفت

³ استادیار مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل

⁴ استادیار شیمی، پژوهشگاه صنعت نفت

10.22034/ijche.2024.442504.1394

چکیده

تولید الفین های سبک، به‌عنوان اجزای کلیدی در صنعت پتروشیمی بااستفاده‌از فناوری های مختلف امکان‌پذیر است. فرایند فیشر_تروپش (FT) به‌عنوان یک روش مناسب، باهدف تبدیل گاز سنتز به‌وسیلۀ کاتالیست مناسب به الفین‌های سبک باگزینش‌پذیری بالا، کاهش تشکیل متان و جلوگیری‌از تولید اضافی، بسیارمهم است. در این تحقیق، کاتالیست‌های Fe/Co/ γ-Al₂O₃ و Fe/Co/ γ-Al₂O₃+H-ZSM-5 تهیه‌ و اثرهم‌افزایی زئولیت H-ZSM-5 بررسی‌شد. خصوصیات کاتالیست ها با آنالیزهای BET، XRD و مشخص‌شد. عملکرد کاتالیست های سنتزی، در شرایط عملیاتی محدودۀ دمای 300-280-260 درجۀ سلسیوس و محدودۀ فشار 10-5-1 بار، با نسبت هیدروژن به منواکسیدکربن 1/3 و سرعت فضایی 2 نرمال لیتر بر گرم کاتالیست، بررسی‌شده‌است. با افزودن مقدار %20 از زئولیت H-ZSM-5به پایۀ گاما- آلومینا، تولید الفینهای سبک، از 7/86% به 8/49%، میزان درصد منواکسید کربن از23/76% به 26/42% افزایش و هم‌چنین، میزان گزینشپذیری از 89/43% به 41/28% کاهش‌یافت.

کلیدواژه‌ها

تولید الفین‌های سبک

سنتز فیشر- تروپش

زئولیت H-ZSM-5

کاتالیست Fe-Co/γ-Al2O3+H-ZSM-5

اثر هم افزایی

موضوعات

مهندسی شیمی

عنوان مقاله English

Studying of the Synergistic Effect of H-ZSM-5 Zeolite and γ-Alumina as the Supports of an Promoted Iron Catalyst for the Production of Light Olefins from Synthesis Gas

نویسندگان English

Kh. Shahmirzadi ¹

A. Zamaniyan ²

S. R. Shabanian ³

Y. zamani ⁴

¹ M. Sc. Student of Chemical Engineering, Noshirvani University of Technology

² Associante Professor of Chemical Engineering, Research Institute of Petroleum Industry

³ Assistant Professor of Chemical Engineering, Noshirvani University of Technology

⁴ Assistant Professor of Chemistry, Research Institute of Petroleum Industry

چکیده English

The production of light olefins, are the key components in petrochemical industries, is possible via different technologies. The Fischer–Tropsch (FT) process as a proper method, aims to convert syngas to light olefins with high selectivity over a proper catalyst, reduce methane formation, and avoid the production of excess CO₂. In this research, Fe/Co/ γ-Al₂O₃ and Fe/Co/ γ-Al₂O₃+H-ZSM-5 catalysts synthesized by the IWI procedure to research the effects of H-ZSM-5 zeolite addition on the catalytic activity and selectivity in a fixed-bed reactor were Characterization of catalysts was carried out usingby XRD, BET, . Operation of synthetic catalysts conducted in a temperature range of 260–280-300 ˚C, pressure range of 1–5-10 bar, feed ratio of 1.3 and a space velocity of 2 . By adding 20% of zeolite H-ZSM-5 to gamma-alumina support, the production of light olefins increased from 7.86% to 8.49%, the percentage of carbon monoxide increased from 23.76% to 26.42% and also The selectivity of decreased from 89.43% to 41.28%.