ساخت كاتاليست سه جزييCuO/ZnO/Al2O3 بروش همرسوبي پيوسته وبررسي عملكردآن درفرايند سنتزمتانول

اختراع ارائه¬شده به تهيه كاتاليست ارتقاءيافتهZSM-5 به-منظور افزايش طول عمر و انتخاب¬پذيري كاتاليست براي فرآيند توليد پروپيلن از متانول (Propylene Via Methanol) مي-پردازد. در اين اختراع ابتدا كاتاليست ZSM-5 به روش رفلاكس و با افزودن محلول سنتز با نسبت مولي Si/Al بين 200-600 از مواد سازنده در يك راكتور داراي پوشش تفلوني سنتز گرديد. سپس گونه ارتقاءيافته آن با استفاده از پروموتر آهن با روش تلقيح مرطوب ساخته شد. كاتاليست ارتقاءيافته ZSM-5 علاوه¬ بر داشتن سطح ويژه بالا و گزينش¬پذيري حدوداٌ 6% و بيشتر، از پايداري نسبتاً خوبي (بيش از 21 روز) در شرايط عملياتي برخوردار است.

كاتاليست‌هاي مربوط به واكنش انتقال آب-گاز در دماي پايين°150 تا C°300 (LTSC) و فشار 1 تا bar40، با استفاده از سيستمي ابداعي مبتني بر دو راكتور جداگانه براي فرآيندهاي رسوبگيري و پيرسازي، با فرايند نيمه پيوسته جهت بهبود روش ساخت همرسوبي متداول، بر پايه اكسيدهاي مس، روي و آلومينيم ساخته شدند. هدف از اين اختراع، دست‌يابي به فعاليت،‌ طول‌عمر و گزينش‌پذيري بالاتر كاتاليست، با تغيير تركيب درصد اجزا سازنده و افزودن پروموترهاي سديم و پتاسيم به روش ابداعي است. براي رسيدن به اين هدف، با اندازه¬گيري فعاليت و ‌گزينش پذيري كليه كاتاليست‌ها و ارتباط دادن آن به اندازه ذرات، مساحت سطح كاتاليست (BET) و مساحت سطح جزء فعال (مس)، نهايتاً فرمولاسيون كاتاليستي برتر از كاتاليست‌هاي ساخته شده كنوني، با دارا بودن همزمان فعاليت و گزينش‌پذيري بالا، اختراع و تدوين شد.

اختراع حاضر به روش تهيه كاتاليست فرآيند توليد هيدروكربن هاي الفيني سبك از متانول مي پردازد. كاتاليست مناسب براي فرآيند توليد هيدروكربن هاي سبك، آلومينوسيليكات بلورين (H-ZSM-5) خام و يا تقويت شده است كه در اين اختراع روش سنتز و چگونگي استفاده آن در فرآيند توليد هيدروكربن هاي سبك ارائه مي شود. به طوري كه علاوه بر فعاليت بالا، داراي گزينش پذيري خوبي به سمت پروپيلن باشد. همچنين كاتاليست مصرفي بايستي در شرايط واكنش داراي طول عمر و پايداري مناسبي باشد. در اين اختراع كاتاليست H-ZSM-5 بوردار، با اختلاط منابع سيليسيوم، آلومينيوم، بور و عامل ايجادكننده ساختار (تمپليت) در حضور آب دي يونيزه با نسبت هاي مناسب به روش هيدروترمال ساخته شد. سپس فعاليت و عملكرد كاتاليست سنتز شده در توليد هيدروكربن هاي الفيني سبك مورد بررسي قرار گرفت.

در اين طرح موفق شديم براي اولين بار در دنيا يك سيستم فوق سبك توليد آني هيدرو‍ژن برمبناي كاتاليست منحصر به فرد با قابليت جابجايي و كنترل جريان خروجي هيدرو‍ژن تا توان خروجي 300 وات بر مبناي مصرف پيل سوختي را توليد كنيم كه به دليل خلوص بالاي هيدروژن به طور مستقيم قابل استفاده در پيل هاي سوختي هيدروژني و ساير مصارف مي باشد. محلول سديم بوروهيدريد كه يك ماده اشتعال ناپذير و پايدار است به وسيله پمپ ديافراگمي با خروجي فلوي 0 تا 20 ميلي ليتر بر دقيقه بر حسب ميزان توان مورد نياز مصرف كننده به راكتور 70 سي سي با بستر كاتاليستي تزريق و بعد از 5 دقيقه واكنش توليد هيدرو‍ژن شروع مي شود. سيستم كنترلي دستگاه پارامترهاي دما، فشار و فلوي محلول ورودي را به منظور توليد يكنواخت هيدروژن كنترل مي كند. محصول خروجي از راكتور كه شامل هيدروژن و محصولات جانبي واكنش كه به شكل محلول مي باشد در فلش درام 500 سي سي از يكديگر كاملا جدا شده و هيدرو‍ژن بعد از تنظيم فشار در رگلاتور دستگاه با سمت يك جاذب سيليكاژل به منظور حذف آب احتمالي منتقل و بعد از آن مستقيما به پيل سوختي هدايت مي شود.