اختراع حاضر به روش تهيه كاتاليست سنتز اتان و اتيلن از متان در حضور اكسيژن اختصاص دارد. كاتاليست تركيب تيتانيم اكسيد باريم اكسيد و ارتقا دهنده هاي ژرمانيم اكسيد سيليكا آلومينا گاليم اكسيد ، اينديم اكسيد ، اينديم كلريد ، قلع كلريد، آنتيموان كلريد، ايتريم اكسيد مي باشد و جهت بررسي نوع تركيب اوليه اثر آنيون همراه باريم از تركيبات اوليه باريم پراكسيد باريم نيترات باريم هيدروكسيد باريم كربنات باريم استات و تركيبات اوليه تيتانيم شامل اكسيد، كلريد، اكسي كلريد، ايزوپروپكسيد و تيتانياي آناتاز مي باشد. روشهاي ساخت سل ژل و سراميكي مي باشد.

منيزيم هيدروكسيد و منيزيم اكسيد كاربردهاي بسياري در صنعت به ويژه در صنعت پتروشيمي به عنوان پايه كاتاليزگر در فرآيند ريفورمينگ و در شيمي سبز به عنوان جاذب فلزات سنگين، رنگ و حتي اورانيوم و كاربردهاي متعدد ديگر را در صنعت بر عهده دارند كه نيازمند ارائه روش هاي بهينه جهت سنتز اين محصولات مي باشند. سنتز اين دو ماده به نحوي كه خصوصيات بهينه فيزيكي و شيمياي را داشته باشند نيازمند وسايل و دستگاه هاي گران قيمت، استفاده از مواد افزودني آلي و استفاده از درجه حرارت هاي بالا جهت كلسينه كردن مي باشد و روش هاي مشابه با اين اختراع نتايج قابل قبول جهت استفاده در صنعت را تامين نمي كنند كه در اين اختراع با استفاده از وسايل معمول آزمايشگاه، با استفاده از روشي ساده (سل-ژل)، در دماي محيط، بدون استفاده از مواد افزودني آلي كه معمولا پر هزينه هستند و با بهينه كردن شرايط واكنش كه شامل غلظت مواد اوليه، دماي سنتز و pH محيط واكنش منيزيم هيدروكسيد سنتزشده است و در دماي (300 تا oC500) اين منيزيم هيدروكسيد كلسينه شده است تا به منيزيم اكسيد با خصوصيات ويژه تبديل گرديد. تركيبات با عكس برداريSEM ، آناليز جذب و واجذب نيتروژن و پراش پرتو X (XRD) ريخت شناسي، اندازه ذرات، مساحت سطح، حجم حفرات و شعاع حفرات تعيين گرديد. نتايج نشان داد كه 2Mg(OH) سنتز شده داراي مساحت سطح (g2m 58 - 199)، شعاع حفرات (nm 6/9 - 14/8) و حجم حفرات mL/g) 1/33 – ./36) مي باشد و MgO حاصله داراي مساحت سطح (g2 m7 - 240) شعاع حفرات (nm 8/7 – 16/9) و حجم حفرات (mL/g ./04 – 1/75) مي باشد.

در اختراع كاتاليست‌ تبديل اكسيدهاي كربن به متان و روش توليد آن، دو دسته كاتاليست با دو روش متفاوت تهيه شده‌اند. در كاتاليست هاي تهيه شده به روش رسوبي از پيش ماده هاي آلومينيم نيترات و نيكل نيترات استفاده شده است. در كاتاليست هاي تهيه شده به روش تلقيح رسوبي از آلومينيم هيدروكسيد و نيترات نيكل استفاده شده است. در هر دو دسته از كاتاليست ها عمليات رسوبي دهي با استفاده از سديم كربنات انجام شده است. در روش همرسوبي، كاتاليست با رسوب همزمان پايه و جز فعال و با استفاده از نمك هاي نيترات آلومينيم و نيكل و رسوب دهنده كربنات سديم انجام مي شود. در اين روش رسوب حاصل با 3 تا 5 برابر وزني با آب شستشو و در دماي 100 درجه سانتي گراد خشك و طي عمليات حرارتي در دماي 400 تا 600 درجه سانتي گراد كلسينه مي شود. كاتاليست بدست آمده در اين روش داراي مساحت سطح ويژه بسيار بالا بين 180تا 250 متر مربع برگرم، حجم حفرات بين 3/0 تا 5/0 ميلي ليتر بر گرم و شعاع حفرات بين 32 تا 45 آنگستروم است. اين كاتاليست داراي درصد تبديل 100درصدي براي منوكسيد كربن به متان را داشته و در طول 100ساعت آزمون پايداري هيچگونه افت فعاليتي ندارد. در هر دو روش تهيه، به منظور شكل دهي كاتاليست از گرافيت و سيمان كلسيم آلومينات به ميزان 10- 1 درصد وزني از هر كدام استفاده مي شود. در روش تلقيح رسوبي، ابتدا پايه گاما آلومينا تهيه مي شود، بدين منظور هيدوركسيد آلومينيم آسياب شده و الك مي شود تا اندازه ذرات بين 100 تا 500 ميكرومتري بدست آيد. پودر حاصل طي عمليات حرارتي در دماي 400 تا 600 درجه سانتي گراد به گاما آلوميناي مناسب پايه كاتاليست تبديل مي شود. با توزين وزن مناسب از پايه و غوطه وري آن در مقدار معين از آب محلول كلوئيدي بدست مي آيد. عمليات نشاندن جز فعال كاتاليست با استفاده از محلول مناسب نيترات نيكل و با رسوب گيري توسط كربنات سديم انجام مي شود. رسوب حاصل با 3 تا 5 برابر وزني با آب شستشو و در دماي 100درجه سانتي گراد خشك و طي عمليات حرارتي در دماي 400 تا 600 درجه سانتي گراد كلسينه مي شود. كاتاليست بدست آمده اين روش داراي مساحت سطح ويژه بين 115 تا 125 متر مربع برگرم، حجم حفرات بين 18/0 تا 22/0 ميلي ليتر بر گرم و شعاع حفرات بين 28 تا 32 آنگستروم است. اين كاتاليست داراي فعاليت كاتاليستي كامل در تيديل منوكسيد كربن به متان بوده و در طي آزمون پايداري 100 ساعت فقط به ميزان 2/0 درصد افت فعاليت مي شود.

ساخت كاتاليست هاي بر مبناي آهن و عاري از كروم، به روش هم رسوبي اجزا تشكيل دهنده كاتاليست شامل نيترات‌هاي آهن، آلومينيوم، نيكل و باريم با محلول آبي سود سوزآور در در دماي oC35 انجام شد. مقدار اجزا سازنده كاتاليست در فرمولاسيون آن با مقادير Fe2O3(60 تا 95 درصد وزني)، Al2O3(5 تا 40 درصد وزني)، NiO ( 5 تا 30 درصد وزني) و BaO( 3 تا 12 درصد وزني) انتخاب شد. محلول‌ها با غلظت مولاريته 06/0 تا 24/0 مولار تهيه شد و pH محلول رسوب‌گيري در محدوده 7 تا 12 كنترل شد. ريفلاكس دوغاب حاصله در مدت زمان 0 تا 24 ساعت و در دماي محيط تا°C 100 انجام شد و سپس شستشو و خشك كردن در 80 تا °C120 و به مدت 24 انجام شد و در نهايت در دماي °C300 تا °C600 كلسينه گرديد.

اختراع حاضر مربوط به حوزه ساخت كاتاليزگر فرايند توليد گاز طبيعي از مونو و دي اكسيد كربن (متاناسيون) مي¬باشد. مشكلي كه اين اختراع حل كرده است، تهيه بستري مناسب به منظور جلوگيري از سينترينگ و غير فعال شدن كاتاليزگر و در نتيجه افزايش بازده فرايند مي¬باشد. اين اختراع، روشي ساده و جديد در تهيه كره¬هاي توخالي ماكروحفره-مزوحفره آلومين به عنوان بستر كاتاليزگر نيكل با مساحت سطح بسيار بالا (m2/g 512) و حجم حفرات بسيار بزرگ (cm3/g 2.5) را افشا مي¬كند كه تخلخل بدست آمده در بين آلوميناهاي ماكروحفره-مزوحفره كه تا كنون به روش زيروژل گزارش شده¬اند، ركورد محسوب مي¬شوند. نسبت حلال در روش Evaporation-Induced Self-Assembly طوري انتخاب شد كه مولكول¬هاي اتانول در داخل محيط آبي در غلظت-هايي بالاي نقطه غلظت¬هاي تجمعي بحراني خود، قرار داشته باشند. مطابق انتظار، به دليل پراكندگي كاملا يكنواخت كاتاليزگر نيكل در سطح و داخل حفرات آلومين، عملكرد بهتري به ويژه در دماهاي كمتر از 300 نسبت به موارد مشابه حاصل شد كه مزيت صنعتي بالايي دارد. بيشترين درصد تبديل CO در دماي 175 درجه، 99.2 درصد همراه با 82 درصد بازده توليد متان و بيشترين درصد تبديل CO2 در دماي 300 درجه، 79 درصد همراه با 77 درصد بازده توليد متان گزارش شد.

چكيده: اختراع حاضر به روش تهيه پايه مختلط كلسيم آلومينات، منيزيم آلومينات با آلفا آلومينا اختصاص دارد. اين پايه در واكنش¬هاي ريفورمينگ هيدروكربن¬ها در حضور دي¬اكسيد¬كربن و بخار آب و تبديل انتخابي استيلن در صنايع پتروشيمي و ريفورمينگ در صنايع فولاد كاربرد دارد. روش ساخت پايه¬ها مخلوط كردن و روش شكل¬دهي اكستروژن است و مقادير بهينه روان¬كننده¬ها (تا 4%جرمي)، سيمان (33 تا 56% وزني)، نوع منبع آلومينيم (بوهميت و آلفا آلومينا)، دماي تكليس (1300 تا 1500 درجه سلسيوس)، خشك¬كردن، زمان تكليس ( 3تا 7 ساعت) مشخص گرديد. دستيابي به پايه با سطح ويژه كم (m2/g 14-0)، حفرات با ابعاد مزو و ماكرو، خواص نسبتا بازي، مقاومت مكانيكي بالا (kgf70-60)، حرارتي و شيميايي بالا (تا 2000 درجه سلسيوس و مقاوم به شوك حرارتي) در شرايط صنعتي ريفورمينگ از اهداف اين اختراع بود زيرا كاتاليست¬هاي ريفورمينگ كه بر سطح اين پايه سنتز مي‌شوند شرايط حضور بخار آب و دي¬اكسيد¬كربن را تحمل مي‌نمايند كه به كلوخه شدن آنها منجر مي‌شود.

اختراع حاضر به روش ساخت كاتاليست تهيه گاز سنتز غني از مونوكسيد كربن از متان در حضور دي اكسيد كربن اختصاص دارد و كاتاليست نيكل بر پايه اكسيد منيزيم يا اكسيد منيزيم ارتقا داده شده را معرفي مي نمايد. در آن مي توان سيليسيم را كه در حضور آب توليد تركيب فرار مي كند حذف به جاي آن از تيتانيم استفاده نمود. ارتقا دهنده ها از عناصر قليايي خاكي در اين كاتاليست ها نيز استفاده شده اند.

واكنش تبديل اكسيدهاي كربن به متان و حذف آنها از جريان هيدروژن، در حضور كاتاليست متاناسيون با ويژگي هاي خاص انجام مي¬شود. اين كاتاليست بايد از درصد بالايي از جزء فعال، مساحت سطح ويژه و خلل و فرج زياد، شكل فيزيكي مناسب، فعاليت و گزينش پذيري بيشتر توليد متان نسبت به ساير هيدروكربن¬ها، مقاوم بودن نسبت به سموم و پايداري برخوردار باشد. عدم استراتژي صحيح عملياتي در توليد كاتاليست و انتخاب نادرست مواد و تجهيزات سبب شده تا در توليد صنعتي كاتاليست¬هاي متاناسيون عمليات ساخت و شكل دهي با مشكل روبرو شود. به طوريكه كاتاليست نهايي مصرفي در فرايند متاناسيون از ويژگي¬¬هاي فني لازم نظير فعاليت و پايداري حين سرويس¬دهي برخوردار نمي¬باشد. هدف اختراع حاضر ارائه روشي براي ساخت و شكل دهي كاتاليست متاناسيون است كه بدليل انتخاب و بكارگيري صحيح مواد و تجهيزات علاوه بر رفع مشكلات عملياتي حين توليد و برخورداري از ويژگي¬هاي فني جهت سرويس¬دهي، به لحاظ عملياتي آسان¬تر و به لحاظ اقتصادي كم هزينه¬تر مي¬باشد. اين كاتاليست به شكل¬هاي قرص، استوانه تو خالي و كروي قابليت استفاده در انواع راكتورهاي صنعتي متاناسيون را دارد.