-
شماره ركورد
32988
-
پديد آورنده
مهتاب كريمي
-
عنوان
اثر ارتقادهنده هاي خاكي كمياب در كاتاليزورهاي مزوحفره نيكل بر پايه آلومينا در فرايند ريفرمينگ خشك متان
-
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
-
رشته تحصيلي
مهندسي شيمي-گرايش ترموسينتيك و كاتاليست
-
سال تحصيل
1400
-
تاريخ دفاع
14/07/1403
-
استاد راهنما
سيد مهدي علوي
-
استاد مشاور
-
-
دانشكده
مهندسي شيمي، نفت و گاز
-
چكيده
گرمايش جهاني با افزايش روزافزون گازهاي گلخانهاي مانند كربندياكسيد نياز به كاهش گازهاي گلخانهاي و همچنين استفاده از منابع انرژي سبز را بيشتر ميكند. ريفرمينگ خشك متان با تبديل دو گاز گلخانهاي متان و كربندياكسيد و نيز توليد هيدروژن، يك فرايند بالقوه براي اهداف گفته شده در نظر گرفته ميشود. همچنين نسبت هيدروژن به كربنمونوكسيد توليد شده به عنوان محصولات اصلي ريفرمينگ خشك متان كه تحت عنوان گاز سنتز شناخته ميشوند، در بسياري از صنايع حائز اهميت ميباشد. گاز سنتز با نسبت يك، به عنوان خوراك برخي فرايندهاي شيميايي استفاده ميشود. در فرايند ريفرمينگ خشك متان، تشكيل كربن بر روي سطح كاتاليست مانعي بر كاربرد اين فرايند در مقياس صنعتي شناخته شده است. كاتاليستهاي مختلفي با هدف بهبود خواص ضد كربني و پايداري كاتاليست مورد مطالعه قرار گرفتند. در اين پژوهش از كاتاليست نيكل بر پايهي آلومينا به منظور كاتاليست مبنا و از برخي عناصر خاكي كمياب به عنوان ارتقادهندهي كاتاليست استفاده شده است. در ابتدا با بررسي مقادير 10، 15 و 20 درصد نيكل بر پايهي آلومينا كاتاليست 15 درصد نيكل كمترين مقدار كربن و پايداري و درصد تبديل متان 76.25 در دماي 700 درجه سانتيگراد را نشان داد و به عنوان مبنا در نظر گرفته شد. در ادامه مقدار 3 درصد از ارتقادهندههاي خاكي كمياب (اكسيدهاي ايتريم، سريم و لانتانيوم) بر روي كاتاليست تلقيح شدند و كاتاليست ارتقايافته با اكسيد لانتانيوم كمترين ميزان كربن تشكيل شده و درصد تبديل 82.42 را در بين كاتاليستهاي ارتقايافته نشان داد. اكسيد لانتانيوم همچنين پراكندگي نيكل را بهبود بخشيد و بنابراين ارتقادهندهي اكسيد لانتانيوم به عنوان ارتقادهندهي مطلوب در نظر گرفته شد. در ادامه مقادير 1 و 5 درصد از ارتقادهندهي اكسيد لانتانيوم بر ر روي كاتاليست سنتز شدند و مشاهده شد كه با افزودن مقدار 5 درصد اكسيد لانتانيوم به كاتاليست، درصد تبديل متان به دليل اشغال شدن سطح كاتاليست به 74.42 كاهش يافت؛ هرچند كاتاليست ارتقايافته با 3 و پس از آن 1 درصد اكسيد لانتانيوم، درصد تبديل متان را به 84.42 و 78.2 ارتقا بخشيدند. كاتاليست ارتقايافته با 3 درصد اكسيد لانتانيوم با نشان دادن درصد تبديل متان 84.42 و تشكيل كربنهايي كه عملكرد كاتاليست را تحت تاثير چنداني قرار نميدهند به عنوان كاتاليست مطلوب در نظر گرفته شد و به منظور تعيين بهترين شرايط واكنش در شرايط عملياتي سرعت فضاييهاي مختلف گاز و نسبت خوراكهاي متفاوت مورد ارزيابي قرار گرفت. كاتاليست ارتقايافته با 3 درصد اكسيد لانتانيوم در سرعت فضايي ml.g_cat^(-1).h^(-1)12000 درصد تبديل متان 82.94 و نيز نسبت خوراكهاي 3، 2 و 1.5 درصد تبديل متان 94.8، 94.09 و 87.84 را نشان داد.
-
تاريخ ورود اطلاعات
1403/11/17
-
عنوان به انگليسي
The effect of rare earth promoters in alumina-based nickel mesoporous catalysts in dry reforming of methane process
-
تاريخ بهره برداري
10/5/2025 12:00:00 AM
-
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
مهتاب كريمي
-
چكيده به لاتين
Global warming with the increasing greenhouse gases such as carbon dioxide increases the need to reduce greenhouse gases and also to use green energy sources. Dry reforming of methane by converting two greenhouse gases methane and carbon dioxide and also producing hydrogen is considered a potential process for the aforementioned purposes. Also, the ratio of hydrogen to carbon monoxide produced as the main products of dry reforming of methane, known as synthesis gas, is important in many industries. Synthesis gas with a ratio of one is used as a feed for some chemical processes. In the dry reforming of methane, the formation of carbon on the surface of the catalyst is known to be an obstacle to the application of this process on an industrial scale. Various catalysts were studied with the aim of improving the anti-carbon properties and stability of the catalyst. In this research, nickel catalyst based on alumina was used as the base catalyst and some rare earth elements were used as catalyst promoters. Initially, by examining the amounts of 10, 15 and 20% nickel on alumina, the 15% nickel catalyst showed the lowest carbon content and stability and a methane conversion percentage of 76.25 at 700°C and was considered as the baseline. Subsequently, 3% of rare earth promoters (yttrium, cerium and lanthanum oxides) were inoculated onto the catalyst and the catalyst promoted with lanthanum oxide showed the lowest carbon content and a conversion percentage of 82.42 among the promoted catalysts. Lanthanum oxide also improved the dispersion of nickel and therefore the lanthanum oxide promoter was considered as the preferred promoter. Subsequently, 1 and 5% of the lanthanum oxide promoter were synthesized on the catalyst and it was observed that by adding 5% lanthanum oxide to the catalyst, the methane conversion percentage decreased to 74.42 due to the occupation of the catalyst surface; however, the catalyst promoted with 3% and then 1% lanthanum oxide promoted the methane conversion percentage to 84.42 and 78.2%. The catalyst promoted with 3% lanthanum oxide was considered as the desired catalyst by showing a methane conversion percentage of 84.42 and the formation of carbons that did not significantly affect the catalyst performance and was evaluated in order to determine the best reaction conditions under operating conditions of different gas space velocities and different feed ratios. The catalyst upgraded with 3% lanthanum oxide at a space velocity of 12000.ml.g_cat^(-1).h^(-1) showed a methane conversion of 82.94%, and feed ratios of 3, 2, and 1.5 showed methane conversions of 94.8, 94.09, and 87.84%.
-
كليدواژه هاي فارسي
گاز سنتز , عناصر خاكي كمياب , ريفرمينگ خشك متان , نيكل , گازهاي گلخانهاي
-
كليدواژه هاي لاتين
Synthesis gas , rare earth elements , dry methane reforming , nickel , greenhouse gases
-
Author
Mahtab Karimi
-
SuperVisor
S. Mehdi Alavi
-
لينک به اين مدرک :