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.

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.

اختراع حاضر به روش شكل دهي پودر فعال زئوليت آلومينوسيليكات بلورين (H-ZSM-5) حاوي بور مي پردازد و عملكرد آن در فرآيند توليد هيدروكربن هاي الفيني سبك از متانول بررسي شده است. كاتاليست فرآيند توليد هيدروكربن هاي الفيني سبك بايستي علاوه بر فعاليت بالا در واكنش PVM، از مقاومت مكانيكي مناسبي برخوردار باشند تا از خرد شدن و ايجاد افت فشار در داخل راكتور جلوگيري شود. در اين اختراع عمليات شكل دهي پودر فعال زئوليت آلومينوسيليكات بلورين (H-ZSM-5) بوردار، با اختلاط پودر اوليه، بايندرهاي آلي و معدني و آب به روش اكستروژن انجام گرديده است. در اين اختراع از هيدروكسي اتيل سلولز و آلومينا سل به ترتيب به عنوان بايندرهاي آلي و معدني استفاده شده است. پس از شكل دهي پودر فعال زئوليت و اكسترود نمودن آن، فعاليت و عملكرد كاتاليست سنتز شده در توليد هيدروكربن هاي الفيني سبك مورد بررسي قرار گرفته است.

در اختراع حاضر تأثير تلقيح فسفر بر ميزان احياءپذيري زئوليت مزوپور H-ZSM-5 در فرآيند توليد هيدروكربن هاي الفيني سبك از متانول بررسي شد. كاتاليست فرآيند توليد هيدروكربن هاي الفيني سبك بايستي علاوه بر فعاليت بالا در واكنش PVM، از احياء پذيري مناسب و قابل قبولي برخوردار باشد تا قابليت صنعتي شدن را پيدا كند. در اين اختراع تلقيح فسفر بر روي زئوليت H-ZSM-5 مزوپور انجام گرديد. پس از انجام تلقيح، فعاليت و عملكرد كاتاليست سنتز شده در توليد هيدروكربن هاي الفيني سبك مورد بررسي قرار گرفت. نتايج آزمون راكتوري انجام شده بر روي كاتاليست نشان داد كه پايداري و احياءپذيري كاتاليست مزوپور تلقيح شده با فسفر در دومين Run واكنش PVM در مقايسه با دو كاتاليست ميكروپور و مزوپور شده تنها، بهبود قابل توجهي پيدا مي كند (ميزان احياءپذيري حدود 95% در مقابل 60-58%).

اختراع حاضر به روش تهيه آسان و اقتصادي زئوليت سيليكاليت-1 مي¬پردازد كه به عنوان دانه در سنتز كاتاليست H-ZSM-5 فرآيند توليد پروپيلن از متانول (PVM) استفاده مي¬شود. اگرچه در بسياري از منابع علمي در سنتز زئوليت سيليكاليت-1 از ماده الگوساز تترا-پروپيل آمونيوم هيدروكسيد (TPAOH) و تترا-اتيل اورتوسيليكات (TEOS) به¬ترتيب به عنوان ماده الگوساز و پيش-سازنده منبع سيليس استفاده شده است، ولي از ديدگاه تجاري اين روش¬ها به دليل قيمت بالاي TPAOH و زمان طولاني سنتز، مقرون به صرفه نمي¬باشند. در اختراع حاضر يك روش آسان و اقتصادي براي سنتز زئوليت سيليكاليت-1 براساس مواد اوليه ارزان¬قيمت¬تر و شرايط فرآيندي مناسب¬تر ارائه مي¬شود. روش سنتز زئوليت Silicalite-1، هيدروترمال و در اتوكلاوهاي استاتيك و همزن¬دار مي¬باشد. در اين روش از تترا-پروپيل آمونيوم برميد (TPABr) و اسيد سيليسيك به ترتيب به¬عنوان ماده الگوساز و منبع سيليس استفاده مي¬شود. اين روش تهيه شامل اختلاط منابع سيليسيوم، سود و عامل ايجادكننده ساختار (تمپليت) در حضور آب دي¬يونيزه با نسبت¬هاي مناسب و سپس انجام عمليات كريستاليزاسيون در اتوكلاوهاي استاتيك و همزن¬دار است. در خاتمه با تكميل مراحل تهيه شامل خنك كردن، مي¬توان از دوغاب سنتزي به عنوان دانه در تهيه پودر فعال كاتاليست H-ZSM-5 فرآيند PVM استفاده كرد. دوغاب زئوليت سيليكاليت-1 سنتزي با داشتن ساختار بلوري MFI، بلورينگي نسبي بالا و اندازه ذرات مناسب (1 تا mµ 5) مي¬تواند در تهيه كاتاليست فرآيند PVM استفاده شود. همچنين روش سنتز اين زئوليت نيز به دليل اقتصادي بودن و زمان كوتاه (4 تا 20 ساعت) مي¬تواند به تجاري¬سازي محصول كمك نمايد. روش تهيه و مشخصات دوغاب سنتزي از تكرارپذيري قابل قبولي برخوردار مي¬باشد.

اختراع حاضر به روش تهيه كاتاليست H-ZSM-5 تقويت¬شده با بور به روش دانه¬نشاني-هيدروترمال با استفاده از دوغاب زئوليت سيليكاليت-1 كه در نقش دانه عمل مي¬كند، مي¬پردازد كه به¬عنوان كاتاليست براي فرآيند توليد پروپيلن از متانول (PVM) استفاده مي¬شود. سنتز زئوليت H-[B]-ZSM-5 به روش هيدروترمال مرسوم در سال¬هاي گذشته با استفاده از تتراپروپيل آمونيوم برميد (TPABr) در نقش الگوساز ساختاري انجام شده است، ولي از ديدگاه تجاري و صنعتي به¬دليل مصرف بالاي الگوساز، دماي بالا و زمان طولاني براي سنتز و مشكلات زيست¬محيطي مرتبط با عمليات توليد به سبب نيازمندي واحد توليد به سيستم تصفيه پساب چندمنظوره براي جداسازي و تصفيه فاضلاب¬هاي آلي، آبي و معدني، ضروري است با به كارگيري راهكارهاي فني و اصلاحات ابداعي در روش سنتز، علاوه بر ارتقاء عملكرد زئوليت از نقطه¬نظر پايداري و گزينش¬پذيري پروپيلن، اقتصاد روش توليد نيز بهبود يابد.يكي از راهكارهاي پيشنهادي براي كاهش برخي از معايب و كاستي¬هاي روش مرسوم سنتز زئوليت H-[B]-ZSM-5، استفاده از دانه سيليكاليت-1 در سنتز اين زئوليت مي¬باشد، كه اولاً با كاستن از ميزان مصرف الگوساز TPABr و كاهش دما و زمان لازم براي عمليات كريستاليزاسيون سل اوليه، برخي از عمليات واحدهاي توليد زئوليت رابهبود يافته، و ثانياً با كاهش اندازه كريستال/ذرات باعث افزايش عملكرد كاتاليست مي¬شود. در اختراع حاضر روش اصلاحي سنتز زئوليت H-ZSM-5 تقويت¬شده با بور براساس دانه سيليكاليت-1، ارائه مي¬شود. روش سنتز زئوليت H-[B]-ZSM-5 همان روش هيدروترمال و در راكتورهاي همزن¬دار، ولي در حضور زئوليت Silicalite-1مي¬باشد. در روش سنتز زئوليت H-[B]-ZSM-5، ابتدا آماده¬سازي دوغاب (سوسپانسيون) زئوليت سيليكاليت-1 در طي دو مرحله الف) آسياب نمودن در دستگاه آسياب گلوله¬اي و فرآوري با عمليات شستشو با قليا انجام مي¬شود. سپس تهيه سل اوليه زئوليت كه شاملاختلاطمنابعسيليسيوم،آلومينيوم، بور، الگوساز TPABr، سودودانه سيليكاليت-1 آماده¬سازي شده درحضورآبدي¬يونيزهبانسبت¬هايمناسبوسپسانجامعملياتكريستاليزاسيوندر راكتورهاي همزن¬داراست. درخاتمهباتكميلمراحلتهيهشاملفيلتراسيون و شستشو، خشك كردن و كلسيناسيون اوليه، تبادل يوني و خشك كردن و كلسيناسيون ثانويه، مي¬توان از پودر سنتزي به¬عنوان كاتاليست در فرآيند PVMاستفاده كرد.عملكرد كاتاليست H

براي سنتز كاتاليست ZSM-11 و ZSM-5 دو محلول تهيه شد كه اولي شامل آب مقطر، سود و سديم آلومينات و دانه سيليكاليت -1 فرآوري شده و دومي حاوي آّب مقطر و تمپلت، اسيد بوريك و آروزيل بود و پس از پيرسازي محلول محتوي سيليسيم به اولي اضافه شد و كريستاليزاسيون در راكتور هيدروترمال در دماي 135 تا 185 درجه سانتيگراد انجام و نهايت محصول شسته، خشك و تكليس شد و با سه بار تبادل يوني و خشك كردن و تكليس كاتاليست H-form حاصل مي شود. در اين پتنت متفاوت از ساير پتنت ها به جاي اسيد سيليسيك مرك از آروزيل صنعتي استفاده شده است و نسبت مولي تمپلت به SiO2 بين 0.035تا 0.065 متغير است كه باعث كاهش مقدار تمپلت و كاهش قيمت تهيه پودر فعال كاتاليست است. و دماي كريستاليزاسيون نيز كمتر از 180 درجه سانتيگراد است كه امكان تهيه صنعتي كاتاليست با صرف انرژي كمتر را فراهم مي نمايد.