25499

ساخت و ارزيابي نانوكاتاليستهاي محلول جامد NiO-MgO ذز فرآيند ريفرمينگ خشگ پروپان

كارشناسي ارشد

مهندسي شيمي گرايش ترموسينتيك و كاتاليست

1400/08/03

دكتر سيد مهدي علوي املشي- دكتر مهران رضايي

مهندسي شيمي،نفت و گاز

توليد گاز سنتز با استفاده از واكنش ريفرمينگ خشك پروپان، هم از لحاظ صنعتي و هم از نظر زيست محيطي از اهميت بسيار زيادي برخوردار است و مهمترين مشكل اين فرايند، غير فعال شدن كاتاليستهاي مورد استفاده بر اثر تشكيل كك ميباشد. به دليل در دسترس بودن و قيمت پايين فلز نيكل در مقايسه با فلزات گرانبها، نيكل متداول ترين فلز مورد استفاده در فرايند ريفرمينگ خشك پروپان است. در اين پژوهش، روش مكانيكي-شيميايي جهت سنتز نانوكاتاليستهاي مخلوط جامد NiO-MgO جهت استفاده در ريفرمينگ خشك پروپان به كار گرفته شد. تأثير ميزان بارگذاري نيكل، نسبت خوراك (CO2/CH4)، سرعت فضايي گاز (GHSV)، دماي احيا و دماي كلسينه براي نمونه هاي مختلف مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان دادند كه با افزايش ميزان بارگذاري نيكل، ميزان تبديل پروپان، دي اكسيد كربن و تشكيل كك بر روي سطح كاتاليست افزايش يافته و بالاترين ميزان تبديل (به ترتيب 98 و 99 %) و تشكيل كك براي كاتاليست 25% وزني نيكل NiO-MgO بدست آمد. همچنين كاتاليست 25% وزني نيكل پايداري بالايي را در مدت زمان 500 دقيقه از واكنش از خود نشان داد. ميزان افت تبديل پروپان براي كاتاليست 25% وزني نيكل، در مدت زمان واكنش در حدود 5/1 درصد بوده است. بخش نهايي اين پژوهش به بررسي تأثير استفاده از اكسيد سريم (به عنوان ارتقاءدهنده) با ميزان بارگذاريهاي مختلف مي پردازد. نتايج نشان دادند كه افزودن اكسيد سريم منجر به كاهش كك گرفتگي كاتاليست مخلوط جامد NiO-MgO ميگردد و نمونه ارتقاءداده شده حاوي 3% وزني سريم، كمترين ميزان تشكيل كك (3% از وزن كاتاليست) و بهترين عملكرد را نسبت به ساير نمونه¬هاي تهيه شده نشان ميدهد.

1400/08/22

preparation and evaluation of Nio-MgO solid solution nanocatalysts in dry reforming of propane

10/25/2022 12:00:00 AM

Recently, considerable attention has been paid to synthesis gas production by dry reforming of propane (DRP) in view of the environmental protection as well as potential industrial application aspects. The major drawback of this process up to now remains the rapid deactivation of the catalysts originating from the sintering of the metal active sites as well as the carbon deposition. Due to the nickel's availability and lower price compared with that of noble metals, it is most frequently reported metal in DRP. In this thesis, NiO-MgO nanocatalysts solid solution prepared by mechanochemical method was employed in DRP for the production of syngas and the effect of nickel content, feed ratio (CO2/CH4), GHSV, reduction temperature and calcination temperature on the activity of different catalysts were investigated. The results demonstrated that propane and carbon dioxide conversion and coke formation are significantly increased with increasing the nickel content and conversion and coking of 25 wt.% NiO-MgO was higher than that of other catalysts. In addition, 25 wt.% NiO-MgO exhibited a very high stability without any decline in C3H8 and CO2 conversion over the 500 min time on stream. The loss in C3H8 conversion for 25 wt.% NiO-MgO catalyst is about 1.5% during the time on stream. In this work, the effect of CeO2 loading of the 25 wt.% NiO-MgO promoted catalysts were studied. The obtained results showed that the CeO2 reduced the coke formation of the prepared catalysts and the 3CeO2-25 wt.% NiO-MgO catalyst exhibited the minimum coke formation.

گاز سنتز , ريفرمينگ خشك , كاتاليست محلول جامد , كاتاليست نيكل , مكانيكي-شيميايي , تشكيل كربن , ارتقاءدهنده , اكسيد سريم

synthesis gas , dry reforming , Solid Solution Catalyst , nickel catalyst , Mechanochemical , coke formation , promoter , cerium oxide