f7dc9c6ab1f8c7a 8fcd9532671845f 8fcd9532671845f

مطالعه اثر پارامترهای عملیاتی در فرآیند هیدروایزومریزاسیون نرمال‌پنتان در حضور نانوکاتالیست Pt/ZSM-5

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

مرکز تحقیقات مواد نانوساختار، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی سهند تبریز ایران

چکیده

در پژوهش حاضر، فرآیند هیدروایزومریزاسیون نرمال‌پنتان بر روی نانوکاتالیست سنتزی Pt/ZSM-5 انجام شد و اثر پارامترهای عملیاتی از قبیل دما، فشار و نسبت هیدروژن به هیدروکربن مورد بررسی قرار گرفت. مشاهده شد که به دلیل گرمازا بودن این فرآیند، افزایش دما تاثیر نامطلوبی بر انتخاب‌پذیری ایزوپنتان دارد. هم‎چنین مطابق انتظار، با افزایش فشار، بازده فرآیند ایزومریزاسیون افزایش می‎یابد که می‎توان علت این پدیده را کاهش واکنش‎های هیدروکراکینگ به دلیل افزایش فشار دانست. یکی دیگر از پارامترهای موثر در ایزومریزاسیون آلکان‎های خطی، نسبت هیدروژن به هیدروکربن است که در این تحقیق اثر آن در دو بخش نسبت‌های بالا و پایین مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که در نسبت‌های پایین هیدروژن به هیدروکربن، با افزایش این نسبت، به دلیل اشغال سایت‎های فعال توسط هیدروژن، درصد تبدیل کاهش می‌یابد. در حالی که با هیدروژناسیون آلکن‌های سطحی و درنتیجه کاهش واکنش‎های کراکینگ، انتخاب‎پذیری نسبت به ایزوپنتان افزایش می‌یابد. در مقادیر بالای هیدروژن به هیدروکربن، تغییرات این نسبت تاثیری بر انتخاب‎پذیری نسبت به ایزوپنتان ندارد و تنها منجر به کاهش اندک در درصد تبدیل نرمال‌پنتان می‌‌شود
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of Reaction Conditions on Hydroisomerization of n-Pentane over Pt/ZSM-5 Nanocatalyst

نویسندگان [English]

  • Nazanin Charchi
  • Akram Tavakoli
  • Ali Akbar Babaluo
  • Mahboobeh Ejtemaei
  • Behruz Bayati
  • Yaser Bayat
Nanostructure Materials Research Center (NMRC), Sahand University of Technology, Tabriz, Islamic Republish of Iran
چکیده [English]

 
The effect of operating conditions such as temperature, pressure, and H2/nC5 molar ratio on the hydroisomerization of n-pentane over Pt/ZSM-5 was investigated. It was found that, because of increasing the cracking reactions, by increasing temperature the n-pentane conversion was incremented, but the selectivity towards iso-pentane was decreased. Furthermore, an increase in pressure had a desirable influence on the n-pentane conversion and iso-pentane selectivity. The other important parameter studied in the current work is H2/nC5 molar ratio. The results showed that at the low ratios of H2/nC5, conversion was decreased with increasing this ratio, since the active sites was occupied with hydrogen. On the other hand, the hydrogenation of surface alkanes resulted in decreasing the cracking reactions and consequently increasing the selectivity towards iso-pentane. At the higher ratios of H2/nC5, increasing hydrogen amount had no effect on the selectivity and led to a low decrease in the n-pentane conversion.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hydroisomerization
  • Reaction Condition
  • Zeolite
  • n-Pentane
  • Pt/ZSM-5 Nanocatalyst
 

[1]. Chica A. and Corma A., “Hydroisomerization of pentane, hexane, and heptane for improving the octane number of gasoline”, Journal of Catalysis, Vol. 187, pp. 167.-176, 1999.##

[2]. Barcia P. S., Silva J. A. C., and Rodrigues A. E., “Adsorption dynamics of C5-C6 Isomerate Fractions in Zeolite Beta for the Octane Improvement of Gasoline”, Energy Fuels, Vol. 24, pp. 1931–1940, 2010.##

[3]. Hou Zh., Han B., Zhang J., Liu Zh., He J., Zhang W., and Yang G., “N-Pentane isomerization in different phase regions near the critical temperature”, Journal of Supercritical Fluids, Vol. 25, pp. 81– 90, 2003.##

[4]. Ono Y., “A survey of the mechanism in catalytic isomerization of alkanes”, Catalysis Today, Vol. 81, pp. 3-16, 2003.##

[5]. Kusakari T., Tomishige K., Fujimoto K., “Hydrogen spillover effect on cumene cracking andn-pentane hydroisomerization over Pt/SiO2+H-Beta”,  Applied Catalysis A: General, Vol. 224, pp. 219-228,2002.##

[6]. Brito A., García F. J., Alvarez-Galván M. C., Borges M. E., Díaz  C., and de la Peña Oُ Shea V. A., “Catalytic behaviour of Pt or Pd metal nanoparticles-zeolite bifunctional catalysts for n-pentane hydroisomerization”, Catalysis Communications, Vol. 8, pp. 2081-2086, 2007.##

[7]. Soualah A., Lemberton J-L., Pinard L., Chater M., Magnoux P., and Moljord K., “Hydroconversion of n-decane on Pt/HZSM-5 bifunctional catalysts: effect of the Si/Al ratio of the zeolite on selectivities”, Reac. Kinet. Mech. Cat., Vol. 101, pp. 209–219, 2010.##

[8]. Kumar N., Nieminen V., Demirkan K., Salmi T., Murzin D. Yu., and Laine E., “Effect of synthesis time and mode of stirring on physico-chemical and catalytic properties of ZSM-5 zeolite catalysts”, Applied Catalysis A: General, Vol. 235, pp. 113-123, 2002.##

[9]. López C. M., Guillén Y., García L., Gómez L., and Ramírez Á., “N -Pentane hydroisomerization on Pt containing HZSM-5, HBEA and SAPO-11:, Catalysis Letters”, Vol. 122, pp. 267-273, 2008.##

[10]. Weisz P. B., E. W. Swegler “Stepwise Reaction via Intermediates on Separate Catalytic” Centers, Science, Vol. 123, pp. 887-888, 1956.##

[11]. Karimi R., Bayati B., Charchi Aghdam N., Ejtemaee M., and Babaluo A. A., “Studies of the effect of synthesis parameters on ZSM-5 nanocrystalline material during template-hydrothermal synthesis in the presence of chelating agent, Powder Technology”, Vol. 229, pp. 229–236, 2012.##

[12]. ابوالحمد گ.، مبانی پالایش نفت: انتشارات دانشگاه تهران، 1386.##