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

در اين اختراع، روش ساخت كاتاليست سه جزئي CuO/ZnO/Al2O3 از مواد اوليه ارزان‌قيمت و غيرسمي و بهينه سازي آن براي استفاده در فرآيند توليد MEK از دهيدروژناسيون 2-بوتانول ارائه مي شود. كاتاليست سه جزئي CuO/ZnO/Al2O3 با روش ساده ‌همرسوبي و افزودن همزمان محلول قليايي مانند ‌كربنات سديم يا تركيبات مشابه (به‌عنوان عامل رسوب‌دهنده) و مخلوط حاوي محلول هاي آبي نيترات هاي مس، روي و آلومينيوم (به عنوان اجزاء پيش سازنده كاتاليست)، در دماي oC70و بهم‌زدن پيوسته ساخته مي شود. بعد از رسوب‌گيري، جرم رسوب داده‌شده در دما و مدت زمان معيني تحت عمل پيرسازي قرار مي گيرد. سپس رسوب تشكيل‌شده فيلتر و با آب‌مقطر شستشو داده مي‌شود. در نهايت رسوب شستشو داده‌شده، خشك، تكليس و سپس در شرايط عملياتي صنعتي مورد آزمون راكتوري قرار مي گيرند. در ادامه با طراحي آزمايش، شرايط بهينه ساخت تعيين مي شود. در اين اختراع كاتاليست سه جزئي CuO/ZnO/Al2O3 علاوه‌بر اينكه از مواد اوليه معدني ارزان‌قيمت و غيرسمي با روش ساده همرسوبي توليد مي‌گردد، شرايط بهينه تأثيرگذار روي عملكرد كاتاليست با طراحي آزمايش‌هاي سيستماتيك و همزمان تعيين مي شود. كاتاليست بهينه شده CuO/ZnO/Al2O3 از هر نظر قابل‌رقابت با نمونه كاتاليست صنعتي مي‌باشد و لذا مي‌توان آن را به‌عنوان يكي از كاتاليست هاي بهينه فرآيند توليد MEK از دهيدروژناسيون 2-بوتانول معرفي نمود.

در اين اختراع روش ساخت كاتاليست مس-سيليكا (CuO/SiO2) از مواد اوليه ارزان‌قيمت و غيرسمي و بهينه¬سازي آن براي استفاده در فرآيند توليد MEK از دهيدروژناسيون 2-بوتانول ارائه مي¬شود. كاتاليست CuO/SiO2 با روش ساده ‌همرسوبي و افزودن همزمان دو محلول بازي ‌سيليكات سديم (به‌عنوان عامل رسوب‌دهنده و پيش¬سازنده Si) به محلول آبي حاوي نيترات مس (به¬عنوان عامل پيش¬سازنده Cu)، در دماي oC 60 و بهم‌زدن پيوسته ساخته مي¬شود. بعد از رسوب‌گيري، دوغاب حاوي رسوب در دما و مدت زمان معيني تحت عمل پيرسازي قرار مي¬گيرد. سپس دوغاب حاصل، فيلتر و با آب‌مقطر ملايم شستشو داده مي‌شود. در نهايت كيك خيس حاصل از مرحله شستشو، خشك، تكليس، شكل¬دهي، مش¬بندي و سپس در شرايط عملياتي صنعتي مورد آزمون راكتوري قرار مي¬گيرند. در ادامه با طراحي آزمايش، شرايط عملياتي بهينه ساخت كاتاليست تعيين مي¬شود. در اين اختراع كاتاليست CuO/SiO2 علاوه ‌بر اينكه از مواد اوليه معدني ارزان‌قيمت و غيرسمي با روش ساده ‌رسوبي توليد مي‌گردد، شرايط بهينه تأثيرگذار روي عملكرد كاتاليست با طراحي آزمايش‌هاي سيستماتيك و همزمان تعيين مي¬شود. كاتاليست بهينه¬شده CuO/SiO2 از هر نظر قابل‌رقابت با نمونه كاتاليست صنعتي مي‌باشد و لذا مي‌توان آن را به‌عنوان كاتاليست بهينه فرآيند توليد MEK از دهيدروژناسيون 2-بوتانول معرفي نمود.

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.

در اين اختراع روش ساخت پايه گاما آلوميناي كروي در تهيه كاتاليست مورد استفاده در فرآيند هيدروژن‌زدايي پروپان (PDH) با استفاده از روش قطره روغن و تكنيك سل ژل بيان مي شود. كاهش زمان انجام واكنش و جلوگيري از هدر رفت آب با تغيير در طراحي در مرحله هضم، بهبود استحكام و ساير خصوصيات شيمي فيزيكي محصول در مرحله پيرسازي در محلول هاي بازي در حداقل زمان ممكن، استفاده از روغن سيليكون با توجه به خصوصيات مناسب شيميايي و زيست محيطي آن، توليد محصول با استحكام 140-80 نيوتن را در پي داشت.

هدف از اين اختراع توليد جاذب اكسيد روي ارتقا يافته با مواد اوليه ارزان قيمت و غيرسمي براي فرآيند جذب سولفيد هيدروژن از خوراك واحدهاي صنعتي توليد هيدروژن و گاز سنتز است. در اين اختراع جاذب اكسيد روي ارتقايافته به روش رسوبي و با افزودن كربنات سديم بر روي نيترات روي، در يك راكتور دوجداره ساخته شد. جاذب اكسيد روي ارتقايافته با داشتن مساحت سطح و حجم حفرات بترتيب m2/g 40 و cm3/g 4/0، مي تواند H2S موجود در خوراك واحدهاي صنعتي فولاد را جذب و حذف نموده و خوراك مصرفي اين واحدها را تا مقدار مجاز سولفيد هيدروژن خالص¬سازي نمايد. همچنين جاذب اكسيد روي ساخته شده مي‌تواند پاسخگوي نيازهاي داخلي صنايع فولاد نيز باشد.

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.

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%).