19105

۱۹۱۰۵

استفاده از ارتقاء دهنده هاي فلزات واسطه و لانتانيد ها در كاتاليزور Ni/Al2O3 در ريفورمينگ بخار پروپان

كارسناسي ارشد

ترموديناميك - سينتيك و طراحي راكتور

۱۳۹۴

۱۳۹۷/۲/۱۶

دكتر مهدي علوي

دكتر امين بازياري

مهندسي شيمي ، نفت و گاز

چكيده واكنش ريفورمينگ بخار پروپان واكنش گرماگيري است كه به منظور توليد گاز سنتز به كار مي¬رود. نسبت H2/CO در اين فرايند نزديك به 5 مي¬باشد و نسبت به ريفورمينگ متان بيشتر است. كاتاليست Ni/Al2O3 با ارتقاء دهنده هاي سريم و كبالت با محتواي فلزي مختلف از اين دو ارتقا دهنده به دو روش تلقيح و هم رسوبي سنتز شد و عملكرد اين كاتاليست¬ها در ريفورمينگ پروپان مورد ارزيابي قرار گرفت. پس از انجام تست هاي راكتوري با استفاده از طراحي آزمايش( روش پاسخ به شيوه ميسكلانيوس) به بررسي تاثير بارگذاري سريم (0، 5 و10) و مقدار كبالت (0، 75/2 و 5/5) در عملكرد كاتاليست پرداخته شد. در اين ارتباط بهينه سازي نسبت H2/CO، پايداري كاتاليست و ميزان تبديل پروپان بررسي شد. كاتاليست هاي سنتز شده توسط آناليز هاي XRD، BET، SEM و TGA/DTA تعيين مشخصه شدند. نتايج آناليز BET نشان مي¬دهند كه پخش شوندگي و كاهش پذيري فلز نيكل بخاطر افزودن سريم و در مرحله بعد كبالت، بهبود يافته است. نتايج نشان مي¬دهد كه با افزودن 10-5 درصد وزني سريم ميزان تبديل پروپان و پايداري كاتاليست بصورت قابل توجهي(تقريبا 20 درصد در تبديل) بهبود يافت. كاتاليست ها با بارگذاري بيشتر كبالت در طول 7 ساعت واكنش، غير فعال مي¬شوند. شرايط بهينه به صورت 10 درصد وزني نيكل، 10درصد وزني سريم، 75/2 درصد وزني كبالت تعيين شد. نسبت H2/CO تقريبا 5، غير فعال شدن % 5/3 و ميزان تبديل پروپان 97% بصورت تجربي تحت شرايط بهينه بدست آمد كه با مقادير بدست آمده توسط مدل توسعه يافته مطابقت دارد. واژه‌هاي كليدي: ريفورمينگ بخار پروپان، سريم، كبالت، نيكل، طراحي آزمايش

1397/04/27

Steam reformig of propane over Ni/Al2O3 catalysts: Influence of transient and lanthanide metals on avtivity and stability

7/18/2018 12:00:00 AM

Abstract: The impression of the included cerium (0, 5, 10) and cobalt (0, 2.75, 5.5) in the GHSV of 45000, reaction temperature of 600 and S/C=3 on the catalytic performance of Ni-Co/CeO2 were determined by using response surface method in propane steam reforming in order to optimize the propane conversion, hydrogen yield and catalyst deactivation. All of the catalysts’ supports were synthesized by precipitation method and catalysts were prepared by impregnation and so characterized by XRD, BET, SEM and TGA/DTA analyzes. The results indicated that increase of cobalt amount promote the catalyst reducibility and hydrogen yield. Improved catalysts with low content of Co introduce higher activity with good distribution of Ni particle on the support and high resistance to agglomeration of active phase during the reaction. But catalysts with extra amount of Co didn’t have efficient activity and deactivated. The component Ce also helped improving the distribution of Ni particles, coke resistance. The optimum amount of conditions were reached by desirability function approach as 7.19 % of Ce and 3.16 %.Conversion, hydrogen yield and activity loss that were achieved were 96 % ,64% and 5.4 % respectively which were in great agreement with the quantities predicted by the extended model. Key word: Propane Steam Reforming, Cobalt, Cerium, Response surface, Miscellaneou