مقاله بررسی اثر پیش كاهش كاتالیزور بروی هیدروژاناسیون ایزوبوتان بر كروم و آلومینیوم

دسته: فنی و مهندسی
بازدید: 62 بار
فرمت فایل: doc
حجم فایل: 32 کیلوبایت
تعداد صفحات فایل: 21

مقاله بررسی اثر پیش كاهش كاتالیزور بروی هیدروژاناسیون ایزوبوتان بر كروم و آلومینیوم در 21 صفحه ورد قابل ویرایش

قیمت فایل فقط 3,500 تومان

مقاله بررسی اثر پیش كاهش كاتالیزور بروی هیدروژاناسیون ایزوبوتان بر كروم و آلومینیوم  در 21 صفحه ورد قابل ویرایش

اثر پیش كاهش كاتالیزور بر دی هیدروژناسیون ایزوبوتان بر كروم / آلومینیوم

اثر پیش كاهش مونوكسید كربن و هیدروژن بر فعالیت اولیه و غیرفعال كردن آلومینیوم/ كروم در روند دی هیدروژناسیون ایزوبوتان بررسی شد، ارزیابی ها در 58 درجه در یك واكنشگر با سطح ثابت شده انجام شده و با پخش در محل x اشعه مادون قرمز اسپكتروسكوپی انتقال (DRIFTS) Fourier با اسپكترومتری انبوه تركیب شد. پیش كاهش با هیدروژن فعالیت دی هیدروژناسیون را در مقایسه با یك كاتالیزور با ایزو بوتان كاهش یافته، كم كرده و پیش كاهش توسط مونوكسید كربن فعالیت شكاف گذاری را افزایش داد كاتالیزور با زمان در جریان و به دلیل شكل گیری رسوبات حاوی كربن غیرفعال شد. كربوكسیلاتها و آلیفاتیك و گونه های هیدروكربن خوشبو/ غیراشباع شده اثرات مشاهده شده عمدتاً به گروههای هیدروكسیل شكل گرفته در طول پیش كاهش هیدروژن و برای كربنات و شكل دادن گونه ها در طول كربن پیش كاهش مونوكسید نسبت داده شد. به علاوه سطح مونوكسید پیش كاهش یافته كربن احتمالاً تعداد بیشتری از محل‌های كرومیم فعال انتخاب شده برای دی هیدروژناسیون را شامل می شد.

مقدمه

كرومیوم حمایت شده در آلومینیوم یك كاتالیزور فعال در دی هیدروژناسیون آلكانهای سبك در آلكن ها است. آلومینیوم/ كروم اكسید شده عمدتاً كرومیوم Cr⁶⁺ , Cr³⁺ و در مقادیر كم Cr⁵⁺ را شامل می‎شود. مقادیر نسبی و ساختارهای Cr³⁺ و اكسیدهای Cr⁶⁺ به مقدار كرومیوم كاتالیزور بستگی دارد. در بارهای كرومیوم كم زیر حدود %4-8^wt) 5atcm² بسته به سطح محل كاتالیزور)، Cr⁶⁺ غالب شده و مونو و پلی كرومات ها را شكل می‎دهد. با مقدار فزاینده كرومیم، مقدار Cr^6- ثابت می‎شود. در حالیكه مقدار Cr³⁺ اضافه می‎شود. مرحله اكسید Cr³⁺ ابتدا نامنظم است، كریستال Cr₂O₃ شناسایی شده، مثلاً پخش اشعه ایكس بالای حدود 10-8 است. در شرایط هیدروژناسیون، وضعیت اكسیداسیون بالا و گونه های كرومیوم توسط آلكان با آزادسازی اكسید كربن و آب كاهش یافته است. سپس محصولات دی هیدروژناسیون شكل می گیرند.

یونهای مرتبط اشباع نشده و شكل گرفته در كاهش یا موجود در كاتالیزور اكسید شده به طور كل به عنوان محل های فعال در هیدروژناسیون بررسی شده اند. دوره اولیه احتراق غیرانتخابی را می‎توان توسط پیش كاهش كاتالیزور مثلاً با هیدروژن یا مونوكسید كربن جلوگیری كرد. اما این گازها بر فعالیت دی هیدروژناسیون در مقایسه با كاهش با تغذیه آلكان اثرگذار هستند.

پیش كاهش با هیدروژن كاهش دهنده فعالیت دی هیدروژناسیون و پیش كاهش توسط مونوكسید كربن افزایش دهنده واكنش های فرعی است. مثل شكاف پیدا كردن و شكل گیری كك در طول دی هیدروژناسیون است. این اثرات توسط شكل گیری گونه های سطح جذب شده متفاوت یا وضعیتهای اكسیداسیون كرومیوم در طول كاهش با گازهای مختلف دیده شده است. قبلاً ما با اسپكتروسكوپی انتقال fouried اشعه قرمز و انعكاس پخش در محل (DRIFTS)، خصوصیت گونه های سطح شكل گرفته در طول كاهش كرومیوم آلومینیوم توسط مونوكسید كربن، هیدروژن، پروپان، ایزوبوتان را بررسی كردیم- گروههای هیدروكسیل در كاهش توسط هیدروژن یا آلكان ها شكل گرفتند و گونه های كربن حاوی اكسیژن در كاهش توسط مونوكسید كربن یا آلكانها شكل گرفتند- هدف این مطالعه ارزیابی اثر این گونه ها بر فعالیت اولیه كرومیم/ آلومینیوم در دی هیدروژناسیون ایزوبوتان است. هدف دیگر این مطالعه تعیین اثر پیش تولید مونوكسید كربن بر غیرفعال كردن آلومینیوم/ كرومیوم بود. كربن حاوی رسوبات در طول دی هیدروژناسیون شكل گرفته كه كاهش دهنده فعالیت كاتالیزوری و بازتولید دوره ای ضروری كاتالیزور است- قبلاً ما انحلال كك در كاتالیزورهای آلومینیوم/ كرومیوم با هیدروژن پیش تولید شده پروپان و دی هیدروژناسیون ایزوبوتان در محل DRIFT و اسپكتروسكوپی های Raman را بررسی كردیم- این 2 روش مكمل اطلاعاتی را در مورد انواع گوناگون رسوبات كربن به دست می‎دهد- اسپكتروسكوپی دارای اشعه مادون قرمز را می‎توان برای پیگیری در شكل گیری گوشه های هیدروكربن معطر و آلیفاتیك و رسوبات اكسیژن (مثل كربنات ها و كربوكسیلات ها) و نمونه های اكسید به كار برد. ارزیابی های اسپكتروسكوپی شاید نشان دهنده گونه های هیدروكربن معطر و رسوبات مشابه گرافیت باشد. ارزیابی های DRIFT ما نشان داد كه بر آلومینیوم / كرومیوم ابتدا كربوكسیلاتها و رسوبات هیدروكربن و سپس با افزایش زمان بر جریان گونه های معطر/ اشباع شده شكل گرفتند. به علاوه، ارزیابی های اسپكتروسكوپیك شكل گیری رسوبات مشابه گرافیت در زمان طولانی تر در جریان را نشان داد. پیش كاهش هیدروژن، كاهش دهنده نسبت رسوب كك بوده اما بر خصوصیت رسوبات اثری نگذاشت.

دی هیدروژناسیون ایزوبوتان توسط ارزیابی های فعالیت در 580 درجه سانتیگراد و در محل DRIFTهای تركیب شده با اسپكترومتری انبوه MS بررسی شد. روشهای استفاده شده به ما اجازه داد تا به طور مطمئن تر اثر پیش كاهش را بر مراحل آغازین دی هیدروژناسیون و بر غیرفعال سازی كاتالیزور به كار ببریم. فعالیت كاتالیزور را می‎توان تقریباً به طور مداوم اندازه گیری كرد. و چون DRIFT به عنوان روش اسپكتروسكوپی در محل انتخاب شده اند، كاهش Cr⁶⁺ و شكل گیری هیدروكسیل ها و اكسیژن و گونه‌های كربناتی نوع هیدروكربن در طول كاهش و دی هیدروژناسیون را می‎توان پیگیری كرد.

بخش آزمایشی

نمونه های استفاده شده در مطالعه- سه كاتالیزور آلومینیوم/ كرومیوم آماده شده توسط تكنیك رسوب لایه اتمی در مطالعه استفاده شده در تكنیك ALD ، تولید اكسید فلز در حمایت از مرحله گازی در طول اشباع كردن واكنش های گاز- جامد، رسوب پیدا كرده است. حفاظت آلومینیوم y خرد و الك شده و با هوا در 600 درجه سانتیگراد برای 16 ساعت كلسین شده است. كاتالیزورها در واكنشگر ALD نوع جریان آماده شدند. شكل قدیمی كرومیوم، كرومیوم (3) استیلاستونات، Cr ، تبخیر شده و در بستر حفاظتی در 200 درجه سانتیگراد نگهداری شدند. پس از جذب شیمیایی Cr ، شكل قبلی اضافه از واكنشگر با نیتروژن حذف شده و لیگاندها توسط هوا در 520 درجه سانتیگراد حذف شدند.

جذب شیمیایی لیگاند و چرخه های حذف آن تكرار شدند، 1، 6 یا 12 بار بارهای متفاوت كرومیوم را به دست آوردند كه پس از آن نمونه ها با هوا در 600 درجه سانتیگراد برای 4 ساعت كلسین شدند. برطبق تحلیل های اولیه، كاتالیزورها كرومیوم 2/1 و 5/7 و 5/13 را شامل شدند و نیز 3% - نمونه ها را در متن بر طبق مقادیر كرومیوم آنها بررسی می‌كنیم- هیچ كریستالین Cr₂D₃ توسط پخش اشعه ایكس شناسایی نشد- و نشان داد كه گونه های كرومیوم به خوبی پخش شده اند- ارزیابی‌های (xps) اسپكتروسكوپیك الكترون فوتو نشان داد كه كاتالیزور 13.5 CrAl حاوی Cr⁶⁺ , Cr³⁺ پس از اكسیداسیون بوده و عمدتاً Cr³⁺ پس از كاهش با هیدروژن، مونوكسید كربن یا بوتان n بوده است. روشها در یك واكنشگر متصل شده مستقیم به سیستم xps انجام شدند كه انتقال نمونه در وكیوم را اجازه می دادند. برای مقایسه همچنین، محافظ آلومینیومی و یك نمونه كروم بررسی شدند- نمونه كروم در هوای 600 درجه سانتیگراد به مدت 4 ساعت قبل از استفاده كلسین شده و Cr⁶⁺ را شامل می شد.

نتایج:

ارزیابی‌های فعالیت دی‌هیدروژناسیون ایزوبوتان فعالیت دی‌هیدروژناسیون كاتالیزور 5/13 در یك واكنشگر بستر ثابت شده پس از كلسیناسیون و پس از پیش كاهش توسط هیدروژن یا مونوكسید كربن ارزیابی شدند این نمونه برای آزمایش نزدیك‌تر انتخاب شده بود چون بالترین مقدار كرومیم را داشته و بنابراین مشاركت توسط حمایت آلومینیوم كمترین بود.

كاهش كاتالیزور توسط ایزوبوتان اكسیدهای كربن آزاد كرده و هیدروژن آب را آزاد كرده و توسط مونوكسیدكربن به دی‌اكسید كربن آزاد شد. كاهش سریع بود. محصولات و كاهش گازی برای كمتر از 1 دقیقه در جریان شناسایی شدند. همانطور كه قبلاً بررسی شده بود، هیچ آبی از ایزوبوتان آزاد نشد، اگر چه شكل‌گیری آن را انتظار داشتیم و مقدار هیدروژن كمتر از مقدار پیش‌بینی شده براساس مقدار ارزیابی شده Cr⁶⁺ قابل كاهش در كاتالیزور بود. برآورد شده بود كه حدود 50-30% از مقدار تئوری آب شكل گرفته از هیدروژن در كاتالیزور باقی بماند. حفظ هیدروژن یا گونه‌های حاوی كربن از پیش كاهش گازها توسط باز تولید نمونه‌ها توسط هوا مستقیماً پس از پیش كاهش تائید شدند آب از كاتالیزور پیش‌كاهش یافته هیدروژن آزاد شده و دی‌اكسید كربن از مورد مونوكسید پیش‌كاهش یافته آزاد شد.

وضعیت متوسط اكسیداسیون (aos) از كرومیوم كاهش یافته براساس مقدار Cr⁶⁺ در كاتالیزور جدید و مقادیر ارزیابی شده محصولات كاهش گازی ارزیابی شدند.

در محاسبه فرض شد كه 50% از آب شكل گرفته در پیش كاهش توسط هیدروژن در كاتالیزور باقی بماند- aos در نزدیكی به +3 پس از كاهش توسط ایزوبوتان، هیدروژن، یا مونوكسید كربن محاسبه شد. هیچ تفاوت واضحی میان سه گاز دیده نشد. این بر طبق ارزیابی‌های جداگانه xps است: كه نشان داد (r³⁺) عمدتاً پس از كاهش‌ها موجود بوده و نیز با نتایج دیگران مرتبط است.

تصویر 1 نشاندهنده تبدیل ایزوبوتان و انتخاب كرده آن در ایزوبوتان به دست آمده باكاتالیزور 13.5 پس از پیش آزمایشاتمتفاوت است. نتایج ارائه شده از 1 دقیقه در جریان شروع می‌شوند چون قبل از این اكسیدهای كربن در كاتالیزورهای كلسین شده به دلیل كاهش وسط تغذیه ایزوبوتان شكل گرفتند. محصول اصلی در كاتالیزورهای كاهش یافته ایزوبوتان بود. شكاف هیدروكربنهای C₄ به هیدروكربن‌های C₁-C₃ به عنوان واكنش فرعی شكل گرفت. محصولات ایزوبوتان و هیدروكربنهای C₁-C₃ در تصویر 2 ارائه شده‌اند.

تبدیل ایزوبوتان در 1 دقیقه بر جریان پس از پیش تولید توسط مونوكسید كربن بیشترین بود. اما این كاتالیزور بیشترین فعالیت خورد شده را داشت كه باعث كم شدن محصولات ایزوبوتان شد كه قبلاً توسط Hakali مشاهده شده بود. كاتالیزور كلسین شده بالاترین فعالیت دی‌هیدروژناسیون را داشت فعالیت با زمان شد جریان برای تمام سه نمونه با یك افزایش در انتخاب‌پذیر بودن بوتان كاهش یافت اگر چه پیش‌كاهش هیدروژن
به نظر می‌رسید كه مانع غیرفعال‌سازی شود- فعالیت‌های خرد شدن نمونه‌ها به ارزشهای مشابهی پس از حدود 5 دقیقه در جریان رسید- مقادیر كك كلسین شده، هیدروژن پیش كاهش یافته و مونوكسید كربن و كاتالیزورهای پیش كاهش یافته پس از 15 دقیقه دی‌هیدروژناسیون 3، 2، 9، 2 و 6، 3 بودند.

انحلال (تجزیه) كك به عنوان عملكرد زمان بر جریان پس از پیش‌كاهش هیدروژن بررسی شد چون در اینجا هیچ ماده طول كربن در طول كاهش كاتالیزور شكل نگرفت- مقدار كك و محصول ایزوبوتان در تصویر 3 آمده‌اند- ارزشهای متفاوت در مقایسه با نتایج شرح داده شده در بالا- توسط شرایط مختلف استفاده شده در آزمایشات شرح داده شد‌ه‌اند مقدار كك به مقدار مناسب به شكل خطی با زمان در جریان افزایش و نسبت HIC از كك از 82/0% به 03/0% كاهش یافت كه نشان‌دهنده فقدان هیدروژن از كك بود- در همین زمان فعالیت دی‌هیدروژناسیون با افزایش در انتخاب‌پذیری برای ایزوبوتان كاهش یافت كه غیراتنخابی بودن آغازین محل‌های غیرفعال شده توسط كك را خبر می‌داد.

جهت دریافت فایل مقاله بررسی اثر پیش كاهش كاتالیزور بروی هیدروژاناسیون ایزوبوتان بر كروم و آلومینیوم لطفا آن را خریداری نمایید

قیمت فایل فقط 3,500 تومان

برچسب ها : تحقیق بررسی اثر پیش كاهش كاتالیزور بروی هیدروژاناسیون ایزوبوتان بر كروم و آلومینیوم , پروژه بررسی اثر پیش كاهش كاتالیزور بروی هیدروژاناسیون ایزوبوتان بر كروم و آلومینیوم , مقاله بررسی اثر پیش كاهش كاتالیزور بروی هیدروژاناسیون ایزوبوتان بر كروم و آلومینیوم , دانلود تحقیق بررسی اثر پیش كاهش كاتالیزور بروی هیدروژاناسیون ایزوبوتان بر كروم و آلومینیوم , بر