9938

مطالعه و بررسي ساختار (مورفولوژي) پايه در پايداري و عدم تشكيل كك در كاتاليزورهاي بر مبناي نيكل در فرايند ريفورمينگ متان

1399

دكتر سيد مهدي علوي

دكتر سيد مهدي علوي

از انجا كه مسائل محيط زيستي روز به روز پر اهميت تر مي شوند، لذا هيدروژن به عنوان منبعي از انرژي پاك مورد توجه قرار گرفته شده است. هيدروژن به عنوان حامل انرژي ، شناخته مي شود كه قادر به توليد انرژي موثرتر ، تميزتر و قابل بازيافت مي باشد. از طريق واكنش هاي ريفورمينگ خشك متان و ريفورمينگ بخار متان ، گاز سنتز كه شامل گاز هيدروژن و كربن مونوكسيد بوده توليد خواهند شد. با توجه به گرماگير بودن واكنش ريفورمينگ خشك متان و براي افزايش ثابت واكنش ، واكنش بايد در دماي بالا انجام شود. كاتاليزورهاي برپايه فلزات نجيب( )Ru, Rh, Pd ,Ir ,Ptعملكرد بسيار خوبي داشته اما از نظر اقتصادي به صرفه نمي باشند ، لذا از فلزات غيرنجيب مانند نيكل و كبالت استفاده شده كه علاوه بر صرفه اقتصادي ، فعاليت نسبتا خوبي دارند. اما به سرعت غيرفعال مي شوند. استفاده از پايه هايي همچون الومينا در كاتاليزورهاي برپايه نيكل ، باعث ايجاد برهم كنش قوي ميان فاز فعال و پايه شده كه گاها اسپينل NiAlxO4ايجاد كرده و باعث پايداري بيشتر كاتاليزور مي شود.اما پايه ي سيليكا در كاتاليزور منجر به ايجاد برهم كنش ضعيف شده كه به دليل تشكيل رسوب و سينترينگ ذرات ، نيمي از سطح و حجم كاتاليزور ، به همراه عملكرد كاهش مي يابند. دماي احياء 773Kبراي پايه سريا بسيار مهم مي باشد، كاتاليزور تهيه شده توسط پايه سريا احياء شده در ، 773 Kداراي سطح و حجم زياد و اندازه ذرات كوچكترنسبت به ديگر دماهاي احياء مي باشد. همينطور با توجه به محدوديت سطح در پايه اكسيد لانتان ، با تغيير روش ساخت پايه و استفاده از پيش ساز پروسكايت مي توان سطح و حجم را ارتقاء داد تا اندازه ذرات كوچكتر شوند و عملكرد بهبود يابد و خاصيت ضد سينترينگ ايجاد شود. همچنين با تغيير فاز كريستالي پايه هاي زيركونيا و تيتانيا مي توان عملكرد و تجمع رسوب را كاهش داد. استفاده از پايه هاي ساختار يافته مانند SBA-15و MCM-41با توجه به سطح و حجم بسيار بالايي كه نسبت به ديگر پايه ها دارند ، كاتاليزورهاي اين پايه ها عملكرد بالا اما پايداري كمي خواهند داشت. لذا استفاده از سريا و الومينيوم به عنوان ارتقاء دهنده پايه موجب برهم كنش قوي ذرات فعال و پايه شده و تاثير چنداني بر ويژگي هاي ساختاري نخواهند داشت و منجر به بيشتر شدن مقاومت در برابر كك و پايداري كاتاليزور مي شوند. اما ايتريا و اكسيد لانتان باعث افزايش سطح و حجم و درنتيجه كاهش اندازه ذرات فعال در كاتاليزور مي شود كه سايت هاي فعال بيشتري براي بهبود عملكرد ارائه مي دهد.

10/12/2021 12:00:00 AM

72711

1400/08/06

Study and check of the structure (morphology) of the base in the stability and non-formation of coke in Nickel-based catalysts in the methane reforming process

ريفورمينگ متان , كاتاليزورهاي برپايه نيكل , مورفولوژي پايه , پايداري كاتاليزور , عدم تشكيل كك

Methane reforming , Nickel-based catalysts , Catalyst stability , No coke formation , support morphology