19300

۱۹۳۰۰

استفاده از ارتقا دهنده هاي قليايي و قليايي خاكي و لانتانيدها در كاتاليزور Ni/SiO2 در ريفرمينگ بخار پروپان

كارشناسي ارشد

ترموسينتيك

۱۳۹۴

۱۳۹۷/۲/۲۴

دكتر سيد مهدي علوي

دكتر امين بازياري

مهندسي شيمي

توليد هيدرژن با استفاده از واكنش ريفرمينگ پروپان از اهميت به سزايي در پيل هاي سوختي برخوردار است. مهمترين مشكل اين فرآيند ، غير فعال شدن كاتاليست هاي مورد استفاده بر اثر تشكيل كك مي‌باشد. به دليل در دسترس بودن و قيمت پايين فلز نيكل در مقايسه با فلزات گران بها ، نيكل متداول ترين فلز مورد استفاده در فرآيند ريفرمينگ بخار پروپان است.در اين پژوهش، ابتدا به بررسي تأثير دماي احيا و كلسيناسيون كاتاليست Ni/SiO2 پردآخته شده است. مشاهده شد كه با كاهش دماي فرآيند كلسيناسيون و احيا ، عملكرد كاتاليست بهبود مي‌يابد. با مشاهده تاثير قابل توجه دماي فرآيند كلسيناسيون و احيا بر عملكرد كاتاليست ، عمليات كلسيناسيون و احيا در يك مرحله و همزمان در درون راكتور بستر ثابت انجام شد كه ميزان تبديل پروپان از (25%-69%) به (91%-95%) بهبود يافت. سپس به بررسي و تأثير افزودن ارتقاء دهنده هاي پتاسيم ، استرانسيم ، سريم و لانتانيوم كه به روش تلقيح بارگذاري شده بودند ، پردآخته شد. پس از انجام آزمون هاي راكتوري مشاهده شد كه ارتقاء دهنده ي پتاسيم و استرانسيوم ميزان تبديل پروپان را به شدت كاهش ولي سريم و لانتانيوم آن را افزايش دادند كه سريم نسبت به لانتانيوم عملكرد ضعيف تر جزيي از خود نشان داد. بررسي كاتاليست Ni.La/SiO2 با در صد وزني مختلف فاز فعال نيكل (5 و10 و15) و ارتقادهنده‌ي لانتانيوم (2و5و8) نشان داد كه كاتاليست Ni(10).La(2)/SiO2 با ميزان تبديل پروپان (91%-95%) و بازده هيدرژن (66%-69%) بهترين عملكرد را داد. كاتاليست هاي سنتز شده با استفاده از آناليزهاي SEM و BET وXRD و TGA/DTA تعيين مشخصه شدند. نتايج نشان داد كه افزودن 2% لانتانيوم به كاتاليست حاوي 10% نيكل ، باعث كوچك شدن و پخش همگن‌تر ذرات نيكل و افزايش سطح ويژه و كاهش حجم حفره ها شد و ميزان كك كربني در آن كاهش يافت . بنابراين، با افزودن 2% وزني لانتانيوم به كاتاليست Ni(10)/SiO2 در GHSV ml/(h.grcat) 45000 در دماي C°640 به مدت min420 و نسبت بخار به كربن 3S/C= تبديل پروپان و پايداري كاتاليست به صورت قابل توجهي بهبود يافت . سپس كاتاليست بهينه ، در شرايط عملياتي مختلف مورد آزمون راكتوري قرار گرفت .

1397/06/17

wet reforming investigation of propane using Ni/SiO2 catalyst with Ce,La,St and K promoters

9/8/2018 12:00:00 AM

Recently, considerable attention has been paid to synthesis gas production by wet reforming of propane. 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 nickel's availability and lower price compared with that of noble metals, it is most frequently reported metal in wet reforming of propane. In this thesis, Ni/SiO2 nanocatalysts with prepared by impregnation method was employed in wet reforming of propane for the production of syngas and the effect of nickel content, feed ratio and GHSV on the activity of different catalysts were investigated. The characteristic properties of the prepared catalysts indicated that the samples possessed high specific surface area and nanocrystalline structures. The results demonstrated that propane conversion and Yield H2 formation are significantly increased with increasing the nickel content and conversion and coking of 15 wt.% Ni/SiO2 was higher than that of other catalysts. In addition, all these prepared catalysts (except 15 wt.%) exhibited a very high stability without any decline in C3H8 conversion over the 420 min time on stream. The loss in C3H8 conversion for 15 wt.% Ni/SiO2 catalyst is about 3% during the time on stream.. In this work, the effect of LaO2 loading and synthesis method of the 10 wt.% Ni/SiO2 promoted catalysts were studied. The obtained results showed that the LaO2 reduced the coke formation of the prepared catalysts and the 2%LaO2-10%NS (prepared by impregnation) catalyst exhibited the minimum coke formation.