بررسی اثر بهبود دهنده ها و هم افزایی آن ها در نانوکاتالیست کبالت برپایه نانولوله های کربنی جهت کاربرد در واکنش فیشرتروپش

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 گروه شیمی کاربردی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه تهران، تهران

2 گروه تبدیلات گازی، پژوهشکده گاز، پژوهشگاه صنعت نفت، تهران

چکیده

کاتالیست های کبالت بر پایه‏ ی CNT با بهبود دهنده ­های Ca، Ce،KوZr ساخته شد.  سپس افزودن همزمان این بهبود دهنده ­ها به صورت Ca/Ce  وK/Zr  با روش تلقیح صورت گرفت و اثر هم ­افزایی یک بهبود دهنده‏ ی قلیایی، قلیایی خاکی با یک بهبود دهنده از عنصرهای واسطه یا گروه لانتانید­ها بررسی شد. ویژگی­ های ساختاری  کاتالیست­ها با استفاده از فناوری ‏هایی همچون پراش پرتو ایکس (XRD)،اندازه گیری سطح کلی و توزیع حفره ­های کاتالیست­ های ساخته شده (BET)، نشر اتمی ( (ICPو احیای برنامه ریزی شده دمایی (TPR)  بررسی شد. عملکرد کاتالیست در یک سامانه راکتور بستر ثابتدر دمای 220درجه سلسیوس وفشار 18 بار با نسبت جریان هیدروژن دو برابر جریان کربن مونوکسید  بررسی شد. نتیجه ­های آزمون راکتوری نشان داد که با افزودن همزمان بهبود هنده ­های Ca-Ce به کاتالیست Co/CNTو اثر هم ­افزایی آن­ها درصد تبدیل CO، 7% افزایش می­ یابد و همچنین با افزودن ارتقادهنده ­های K-Zr و اثر هم ­افزایی آنها در کاتالیستCo-K-Zr/CNT گزینش­ پذیریC5+از 72%به 82% می ­رسد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مراجع

[1] Fischer F., Tropsch H., Preparation of Synthetic Oil Mixtures (Synthol) From Carbon Monoxide and Hydrogen, Brennst -Chem., 4(1): 276–285 (1923).
[2] Eilers J., Posthuma S. A., Sie S. T., The Shell Middle Distillate Synthesis Process(SMDS), Catal. Lett., 7(1): 253–270 (1990).
[3] Cybulski A., Edvinsson R., Liquid-Phase Methanol Synthesis: Modelling of a Monolithic Reactor, Chem. Eng. Sci., 48(20): 3463-3478 (1993).
[4] Adhikari S., Fernando S.D., Haryanto A., Hydrogen Production from Glycerol: An Update, Energy Conversion and Management, 50(10): 2600–2604(2009).
[5] Ahmed I., Gupta K., Characteristic of Hydrogen and Syngas Evolution from Gasification and Pyrolysis of Rubber, International Journal of Hydrogen Energy, 36(7): 4340-4347 (2011).
[6] Ahmed I., Gupta A.K., Pyrolysis and Gasification of Food Waste: Syngas Characteristics and Char Gasification Kinetics, Applied Energy, 87(1): 101–108 (2010).
[7] مرتضوی، یدالله؛ طاهری نجف آبادی، علی؛ خدادادی، عباسعلی؛ استفاده از روش ترسیب شیمیایی فاز بخار برای لایه نشانی روتنیوم از پیش ماده Ru3(CO)12 بر روی کاتالیست Co/Al2O3 و بررسی عملکرد کاتالیست در واکنش فیشر تروپش، نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، (4)32 : 17 تا 32 (1392).
[8] مرادی، غلامرضا؛ مهبد بصیر، محمد؛ طائب، عباس؛ تأثیر زیرکونیم روی مشخصات فیزیکی و عملکرد کاتالیست کبالت در سنتز فیشر ـ تروپش، نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، (2)22 : 17 تا 24 (1382).
[9] Dry M. E., "Handbook of Heterogeneous Catalysis", Wiley-VCH, New Yorck (2008).
[10] Eliseeva O. L., Tsapkina M. V., Dement’eva O. S., Davydov P. E., Kazakov A. V., Lapidus A.L., Promotion of Cobalt Catalysts for the Fischer-Tropsch Synthesis with Alkali Metals, Kinetics and Catalysis, 54(2): 207–212 (2013).
[11] Shi H.B., Li Q., Dai X.P. Yu, C.C., Shen S.K., Resolving Flow Details in Slurry Bubble Columns Used for Fischer-Tropsch Synthesis Using Computational Fluid Dynamics, Studies in Surface Science and Catalysis., 147(1): 265-270 (2004).
[12] de la Osa A.R., De Lucas A., Romero A., Valverde J.L., Sánchez P., Fischer–Tropsch Diesel Production over Calcium-Promoted Co/Alumina Catalyst: Effect of Reaction Conditions, Fuel, 90(5): 1935–1945 (2011).
[13] Schulz H., Short History and Present Trends of Fischer–Tropsch Synthesis, Appl. Catal. A., 186(1-2): 3–12 (1999).
[14] Davis B. H., Fischer-Tropsch Synthesis: Overview of Reactor Development and Future Potentialities, Top. Catal., 32(3): 143–168 (2005).
[15] Khodakov A.Y., Chu W., Fongarland P., Advances in the Development of Novel Cobalt Fischer−Tropsch Catalysts for Synthesis of Long-Chain Hydrocarbons and Clean Fuels, Chem. Rev., 107(5): 1692–1744(2007).
[16] Girardon J. S., Constant-Griboval A., Gengembre L., Chernavskii P. A., Khodakov A. Y., Optimization of the Pretreatment Procedure in the Design of Cobalt Silica Supported Fischer–Tropsch Catalysts, Catal. Today., 106(1-4): 161–165 (2005).
[17] Xu D., Li W., Duan H., Ge Q., Xu H., Effect of Pt, Ru and Pd Promoters on the Performance of Co/gamma-Al2O3Catalysts for Fischer–Tropsch Synthesis, Chin. J. Catal., 26(9): 780–793 (2005).
[18] Gregory R. Johnson a, Alexis T. B., Effects of Lewis acidity of Metal Oxide Promoters on the Activity and Selectivity of Co-Based Fischer–Tropsch Synthesis Catalysts, Journal of Catalysis., 338: 250–264 (2016).
[19] Ernst B, Libs S., Chaumette P., Kiennemann A., Preparation and Characterization of Fischer–Tropsch Active Co/SiO2 catalysts, Appl. Catal. A., 186(1-2): 145-168 (1999).
[20] Jacobs G., Das T. K., Zhang Y., Li J., Racoillet G., Davis B. H., Fischer–Tropsch Synthesis: Support, Loading, and Promoter Effects on the Reducibility of Cobalt Catalysts, Appl. Catal. A, 233(1-2): 263-281 (2002).
[21] Roh F. r, Lindvåg O. A., Holme A. n., Blekkan E. A., Fischer–Tropsch Synthesis Over Cobalt Catalysts Supported on Zirconia-Modified Alumina, Catal. Today., 58(4): 247-254 (2000).
[22] Hilmen A. M., Schanke D., Holmen A., TPR Study of the Mechanism of Rhenium Promotion of Alumina-Supported Cobalt Fischer-Tropsch Catalysts Catalysts, Catal. Lett., 38(3): 143-147 (1996).
[23] Ma W.P., Ding Y.J., lin L.W., Fischer−Tropsch Synthesis over Activated-Carbon-Supported Cobalt Catalysts:  Effect of Co Loading and Promoters on Catalyst Performance, Chem. Res., 43(10): 2391-2398 (2004).
[24] Oukaci R., Sigleton A. H., Goodwin Jr., Comparison of Patented Co F–T Catalysts Using Fixed-Bed and Slurry Bubble Column Reactors, Appl. Catal. A., 186(1-2): 129-144 yhg(1999).
[25]  Post M.F.M., Sie S.T.B., Process for the Preparation of Hydrocarbons, Eur.Patent EP 0167 215 A2, (1985).
[26]  Feller A., Claeys M., Steen E.V., Cobalt Cluster Effects in Zirconium Promoted Co/SiO2 Fischer–Tropsch, Catalysts J. Catal., 185(1): 120-130 (1999).
[27] Moradi G. R.  , Basir M. M., Taeb A., Kiennemann A., Promotion of Co/SiO2 Fischer–Tropsch Catalysts with Zirconium, Catal. Commu., 4(1): 27-32 (2003).
[28] Horiuchi T., HidakH. a, FukuT., Kubo Y., Horio M., Suzuki K. Mori T., Effect of Added Basic Metal Oxides on CO2 Adsorption on Alumina at Elevated Temperatures, Appl. Catal.A Gen., 167(2): 195-202 (1998). 

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار