تهیه کاتالیست سنتز متانول از گاز سنتز

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

چکیده

متانول یک محصول و ماده میانی بسیار مهم در صنایع شیمیایی است که با یک فرایند کاتالیستی از گاز سنتز تهیه می‌شود. علی‌رغم آنکه بیش از سه دهه از کاتالیست سنتی بر اساس مس ارتقا یافته استفاده تجاری شده است، هنوز برای بهبود کارایی آن تلاش می‌شود. فرمولاسیون‌های موجود این کاتالیست عمدتاً با سه روش بهبود شرایط ساخت، اصلاح روش ساخت و افزودن ارتقا دهنده‌ها در حال توسعه است تا از دیدگاه فرایند شیمیایی درصد تبدیل، گزینش‌پذیری و پایداری کاتالیست ارتقا یابند. نکته اصلی پژوهش‌های کاتالیستی پایه امکان افزایش مقیاس و تجاری کردن آسان، پس از توسعه فرمولاسیون آزمایشگاهی، است. مراحل توسعه یک کاتالیست شامل تهیه، غربال‌کردن، بررسی سامانه واکنشی، سینتیک، آزمون‌های طول عمر و افزایش مقیاس‌اند که در روش سنتی متوالی ولی در رویکردهای جدید مجتمع و همزمان انجام می‌شوند. در توسعه کاتالیست سنتز متانول، پارامترهای ساخت متعددی مانند ترکیب درصد اجزا، شرایط رسوب‌گیری، پیرسازی، خشک کردن، عملیات حرارتی و تکلیس برای کاربرد صنعتی باید بهینه شوند. سه پارامتر اول برای رسیدن به ساختار بلوری مناسب و شرایط دیگر در ریخت‌شناسی کاتالیست مهم‌اند. علاوه بر این‌ها محدودیت‌های دیگر را، از جمله حقوق مربوط به مالکیت معنوی، خواسته مشتری در به‌کارگیری امکانات موجود، راکتورها و وجود محدودیت در دما، فشار و جریان خوراک، باید در توسعه فرمولاسیون در نظر گرفت. توجه به ملاحظات زیست محیطی، نه تنها در تولیدات و عملکرد فرایندی کاتالیستی، در اجزای خود کاتالیست نیز بسیار مهم است. در نهایت در طراحی یک فرمول جدید، زمانی که هدف توسعه صنعتی کاتالیست است، باید به قابلیت تولید انبوه آن توجه کرد.
 
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Stable Catalyst for Dry Reforming Process

چکیده [English]

Mesoporous nanocrystalline zirconia powders with high specific surface area and stable tetragonal  crystallite phase were prepared by surfactant assisted precipitation method. The obtained results showed that the nanocrystalline zirconia powders have a good potentional as catalyst support in natural gas reforming with carbon dioxide. The activity results indicated that the nickel catalyst with 5 wt.% nickel loading showed stable activity for syngas production with a decrease of about 4% in methane conversion after 50 h of reaction. Addition of promoters (CeO2, La2O3, MgO and K2O) to the catalyst improved both the activity and stability of the nickel catalyst and increased the nickel dispersion and had a positive effect in preventing coke formation. The nickel catalyst (5% Ni–3% CeO2/ZrO2) showed high catalytic stability under severe reaction conditions for more than 1550 h on stream. Based on our knowledge, there is no prior documentation for a nickel catalyst that is  comparable to this catalyst in catalyst stability under the reaction conditions employed in this study.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Dry Reforming
  • Synthesis Gas
  • Nickel Catalyst
  • Zirconium Oxide

1] Maxwell I.A., Hightower J.W., Delgass W.N., Iglesia E. & Bell A.T. (Eds.), “Driving forces for innovation in applied catalysis”, Proceedings of the 11th International Congress on Catalysis, Studies in Surface Science and Catalysis, Vol. 101, pp. 1, 1996.

[2] Bart J.C.J. & Sneeden R.P.A. “Copper-zinc oxide-alumina methanol catalysts revisited, Catal. Today, No. 2, pp. 1, 1987.

[3] Le Page J.F. “Applied Hetrogeneos Catalysis: Design, manufacture use of solid catalyst”, ISBN 964-454-431-5

[4] Barrentine L.B. “An introduction to design of experiments”, USA:ASQ, 1999.

[5] Spencer M.S., Catalysis letter 66, pp. 255-257, 2000.

[6] Fang D., Shuanghe Meng Zh.L. & Wang L., Journal of Natural Gas Chemistry, Vol. 14, pp. 107–114, 2005.