ساخت كاتالیست نانویی هیدروژناسیون انتخابی استیلن به اتیلن با پایه گرافنی

خلاصه اختراع :

زمینه فنی این اختراع، دانش فنی و فرمولاسیون ساخت كاتالیست نانویی هیدروژناسیون انتخابی استیلن به اتیلن با پایه گرافنی با كاربرد در واحدهای تولید اتیلن(الفین) پتروشیمی ها است . در واحدهای تولید اتیلن پتروشیمی ها ، جریان های گازی حاوی مخلوط های استیلن، اتیلن و اتان كه محتوی حداكثر 10 در صد مولی استیلن هستند ، وجود دارد كه برای حذف استیلن باید آن را بصورت گزینشی هیدروژنه و به اتیلن تبدیل كرد، به نحوی كه اتیلن به اتان یا محصولات جانبی دیگر مانند روغن سبز(( Green Oil و كك تبدیل نشود. كاتالیست نانویی با فاز فعال نانوپالادیم بر پایه گرافن چند لایه عامل دار ، قادر است در فشار 1 تا 30 اتمسفر و دمای بین 30 تا 160 درجه سانتی گراد ، استیلن را با گزینش پذیری حداقل 80% به اتیلن تبدیل نماید. مراحل كلی ساخت كاتالیست به ترتیب ذیل است: 1-ساخت گرافن باروش CVD اتیلن یا اتان با خلوص 99/99 % تولیدی پتروشیمی، از درون لوله نیكلی با دمای بین 480 تا 700 درجه سانتی گراد عبور می كند و گرافن چند لایه با مساحت ویژه 800 -700 متر مربع بر گرم روی آن تشكیل می شود. 2-عامل داركردن گرافن گرافن چند لایه تولیدی مرحله 1 ، در 30 برابر حجمی مخلوط اسید نیتریك و اسیدسولفوریك غلیظ با نسبت حجمی 3 به 1 یا اسید نیتریك غلیظ، اضافه شده و پس از 3 ساعت التراسونیك در دمای ° C 50 ، با یخ آب مقطرخنك شده، سانتریفوژ و فیلتراسیون گردیده وپس از شستسو با آب مقطر و خنثی سازی، گرافن عامل دار در دمای ° C 70 تحت گاز نیتروژن یا آرگون خشك می شود. 3- سنتزكاتالیست نانویی محلول نمك كلرید پالادیم در اسید كلریدریك با نسبت 1/0 تا 5 درصد وزنی نسبت به گرافن عامل دار ، در 2 تا 4 حجم مونواتیلن گلایكول التراسونیك می شود و گرافن عامل دار مرحله 2 در 40 تا 50 برابر حجمی مونواتیلن گلایكول یا دی اتیلن گلایكول ، التراسونیك می شود و دو محلول به هم اضافه شده و پس از تنظیم pH با هیدروكسید پتاسیم یا سدیم در 12، به مدت 3 ساعت در° C 130 تا° C 160 هم زده و تحت گاز آرگون ریفلاكس می شوند. پس ازخنك شدن و شستشو با آب مقطر و خنثی سازی و سانتریفوژ و فیلتراسیون ، توده جامد كاتالیست در دمای ° C 60 تا ° C 90 تحت گاز نیتروژن یا آرگون خشك می شود. تست عملكرد كاتالیست كاتالیست تولیدی مرحله 3 به مدت 8 تا 12 ساعت در دمای° C 200 تا ° C 250 در جریان هیدروژن خالص قرار می گیرد و برای ارزیابی عملكرد در جریان گازی حاوی مخلوط های استیلن، اتیلن و اتان كه حاوی حداكثر 10 در صد مولی استیلن و هیدروژن( با نسبت مولی معادل استیلن ) قرار می گیرد كه در دمای° C 30 تا ° C 160 و فشار 1 تا 30 اتمسفر ، با گزینش پذیری حداقل 80% استیلن را به اتیلن تبدیل می نماید.