Nghiên cứu chế tạo xúc tác cho quá trình Isome hoá n-Hexan

Nghiên cứu chế tạo xúc tác cho quá trình Isome hoá n-Hexan

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI o0o NGUYỄN HÀN LONG NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO XÚC TÁC CHO QUÁ TRÌNH ISOME HOÁ n-HEXAN Chuyên ngành: HOÁ DẦU VÀ XÚC TÁC HỮU CƠ Mã số : 62.44.35.01 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC Hà Nội, 2009 Công trình đã được hoàn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Nguyễn Thị Minh Hiền PGS.TS. Trần Công Khanh Phản biện 1: GS.TSKH. Ngô Thị Thuận Phản biện 2: GS.TSKH. Mai Tuyên Phản biện 3: PGS.TS. Phạm Hữu Điển Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Nhà nước, họp tại hộ i trường Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, vào hồi giờ, ngày tháng năm Có thể tìm hiểu luận án tại: Thư viện Quốc gia và Thư viện Trường Đại học Bách khoa Hà Nội DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ 1. Nguyễn Hàn Long, Nguyễn Thị Minh Hiền, Lê Văn Hiếu (2005), Nghiên cứu tổng hợp Mordenit, Tạp chí Hoá học và ứng dụng, số 7, tr.38. 2. Nguyễn Hàn Long, Nguyễn Thị Minh Hiền, Lê Văn Hiếu (2005), Nghiên cứu tổng hợp hệ xúc tác của Pt/Hmordenit, Tạp chí Hoá học và ứng dụng, số 9, tr.20. 3. Nguyễn Hàn Long, Trần Công Khanh, Nguyễn Thị Minh Hiền, Nguyễn Vă n Duy (2007), Nghiên cứu phản ứng isome hóa n- Hexan trên xúc tác Pt/(Hmordenit + γ-Al 2 O 3 ) dạng hạt, Hội nghị Xúc tác, Hấp phụ toàn quốc lần IV, tr.363. 4. Nguyễn Hàn Long Trần Công Khanh, Nguyễn Thị Minh Hiền, Nguyễn Văn Duy (2007), Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng pha liên kết đến đặc trưng của vật liệu xúc tác (Hmordenit + γ- Al 2 O 3 ) dạng hạt, Hội nghị Xúc tác Hấp phụ toàn quốc lần IV, tr.301. 5. Nguyen Han Long, Tran Vinh Hoang, Pham Thanh Huyen (2007), Study on peptizability of boehmit and its application for the preparation of γ-Al 2 O 3 in spherical shape, Tạp chí Hóa học, T.45(ĐB), tr.158. 1 GIỚI THIỆU LUẬN ÁN 1. Tính cấp thiết của luận án Ô nhiễm môi trường hiện là một trong những vẫn đề bức xúc mang tính toàn cầu, tác động tiêu cực từ sự ô nhiễm môi trường đến điều kiện tự nhiên và xã hội ngày càng tăng. Khí thải động cơ là một trong những nguyên nhân chính gây ra ô nhiễm môi trường, do đó việc nghiên cứu phát triển các công nghệ sản xuất nhiên liệu sạch hơn là vấn đề đã và đang được các nhà khoa h ọc đặc biệt quan tâm nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Một trong những xu hướng mà các nhà nghiên cứu, sản xuất quan tâm phát triển đó là quá trình isome hoá n-parafin nhẹ nhằm tạo ra xăng sạch có trị số octan cao góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Trong đó, vấn đề xúc tác được quan tâm đặc biệt bởi chính nó là chìa khóa thành công của quá trình này. Ở Việt Nam cũng đã có nhiều công trình nghiên cứu tổng hợp xúc tác cho quá trình isome hóa n-parafin nhẹ; tuy nhiên vẫn còn nhiều hạn ch ế, đặc biệt chưa có công trình nào tiếp tục nghiên cứu đến công đoạn tạo hạt nhằm hướng tới việc sản xuất và ứng dụng chúng trong công nghiệp. Chính vì vậy, mục tiêu của luận án là: Nghiên cứu và hoàn thiện qui trình công nghệ chế tạo vật liệu xúc tác compozit Pt/[H-mordenit + γ-Al 2 O 3 ] dạng hạt có độ bền cơ, hoạt tính và độ chọn lọc cao (là những tính chất quan trọng để có thể ứng dụng trong công nghiệp) cho quá trình isome hóa parafin nhẹ từ nguồn nguyên liệu Việt Nam. 2. Phạm vi và đối tượng nghiên cứu: 2.1. Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu chế tạo xúc tác Pt/[H-mordenit + γ-Al 2 O 3 ] dạng hạt và hoạt tính của xúc tác này đối với phản ứng isome hóa n-hexan 2.2. Đối tượng nghiên cứu - Qui trình tổng hợp boehmit và γ-Al 2 O 3 có bề mặt riêng lớn, phù hợp để chế tạo xúc tác isome hóa. - Qui trình tổng hợp mordenit tỉ số Si/Al cao, phù hợp để chế tạo xúc tác isome hóa. - Nghiên cứu chế tạo pha liên kết γ-Al 2 O 3 có độ bền cơ cao và bề mặt riêng lớn bằng phương pháp pepti hóa boehmit. - Qui trình chế tạo vật liệu xúc tác [H-mordenit + γ-Al 2 O 3 ] bằng phương pháp ứng dụng boehmit đã pepti hoá làm pha kết dính tạo hạt. - Nghiên cứu hoạt tính của xúc tác Pt/[H-mordenit + γ-Al 2 O 3 ] dạng hạt đối với phản ứng isome hóa n-hexan. 2 3. Mục đích nghiên cứu - Tìm ra các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp nhằm hoàn thiện qui trình tổng hợp boehmit và γ-Al 2 O 3 có bề mặt riêng lớn, phù hợp cho chế tạo xúc tác isome hóa. - Tìm ra các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp nhằm hoàn thiện qui trình tổng hợp mordenit tỉ số Si/Al cao, phù hợp để chế tạo xúc tác isome hóa. - Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng như chủng loại tác nhân pepti hóa, hàm lượng đến độ bền cơ và cấu trúc xốp của pha liên kết (γ-Al 2 O 3 dạng hạt). - Nghiên cứu ảnh hưởng của tác nhân pepti hóa và hàm lượng pha liên kết đến các đặc trưng của xúc tác để tìm ra tác nhân pepti hóa và hàm lượng pha liên kết phù hợp cho việc chế tạo vật liệu xúc tác [H-mordenit + γ-Al 2 O 3 ] dạng hạt. - Tìm ra qui trình chế tạo xúc tác [H-mordenit + γ-Al 2 O 3 ] dạng hạt bằng phương pháp ứng dụng boehmit đã pepti hoá làm pha kết dính tạo hạt. - Nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố như: Nhiệt độ phản ứng, tỉ lệ H 2 /n-hexan, tỉ lệ xúc tác/ n-hexan, độ phân tán Pt, tỉ lệ các hợp phần xúc tác đến độ ổn định hoạt tính xúc tác và sự phân bố sản phẩm đối với quá trình phản ứng isome hóa của n-hexan trên hệ xúc tác Pt/[H-mordenit + γ-Al 2 O 3 ]. 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn - Ý nghĩa khoa học: Đã nghiên cứu chế tạo được một hệ xúc tác mới Pt/[H-mordenit + γ-Al 2 O 3 ] dạng hạt có hoạt tính, độ chọn lọc và độ bền cơ cao cho quá trình isome hóa n- hexan. Các kết quả nghiên cứu của luận án góp phần làm sáng tỏ những hiểu biết về phương pháp chế tạo xúc tác trên cơ sở pha liên kết oxit là nhôm bằng pepti hóa. Luận án đã nghiên cứu và xác định ảnh hưởng của yếu tố liên quan đến quá trình chế tạo xúc tác Pt/[H-mordenit + γ-Al 2 O 3 ], đồng thời nghiên cứu đánh giá hoạt tính cho phản ứng isome hóa n-hexan. - Ý nghĩa thực tiễn: Đã nghiên cứu thiết lập được phương pháp và qui trình chế tạo xúc tác dạng hạt, dạng xúc tác được sử dụng phổ biến trong công nghiệp. Việc nghiên cứu chế tạo thành công xúc tác Pt/[H-mordenit + γ-Al 2 O 3 ] dạng hạt có hoạt tính, độ bền cơ cao cho quá trình isome hóa n-hexan sẽ góp phần thúc đẩy việc nghiên cứu chế tạo và sản xuất xúc tác công nghiệp tại Việt Nam phục vụ cho ngành Công nghiệp Lọc hóa dầu nói riêng và Công nghiệp tổng hợp hóa chất nói chung. 5. Cấu trúc của luận án Toàn bộ nội dung của luận án được trình bày trong 117 trang (gồm - 3 trang, tổng quan - 21 trang, thực nghiệm - 20 trang, kết quả và thảo luận - 71 trang, kết luận - 2 trang), 143 tài liệu tham khảo và 71 phụ lục. Phần lớn các kết quả của luận án được công bố trong 5 công trình khoa học trên các tạp chí và hội nghị khoa học chuyên ngành. 3 NỘI DUNG CHÍNH CỦA LUẬN ÁN Chương 1. TỔNG QUAN Trong chương này trình bày tổng quát quá trình isome hóa parafin nhẹ, các phản ứng chính xảy ra trong quá trình isome hóa, cơ chế phản ứng, nhiệt động của quá trình, xúc tác, các hợp phần và phương pháp tạo hạt xúc tác. Hiện nay, các quá trình isome hóa trong công nghiệp đang sử dụng chủ yếu hai loại xúc tác đó là Pt/γ-Al 2 O 3 clo hóa và Pt/H-mordenit. Ưu điểm của hai hệ xúc tác này là có độ chuyển hóa và độ chọn lọc cao đối với quá trình isome hóa parafin nhẹ. Tuy nhiên, nhược điểm của xúc tác Pt/γ-Al 2 O 3 (Cl) là bị phân huỷ trong điều kiện phản ứng tạo ra HCl gây ăn mòn thiết bị và ô nhiễm môi trường, dễ bị ngộ độc bởi S, H 2 O; còn nhược điểm của Pt/H- mordenit là dễ bị mất hoạt tính bởi cốc. Mặc dù đã có rất nhiều công trình nghiên cứu với mục đích tìm ra xúc tác mới có tính năng ưu việt hơn để thay thế chúng nhưng cho đến nay vẫn chưa có sản phẩm nào được đưa vào ứng dụng trong thực tế. Mặc dù hoạt tính xúc tác của γ-Al 2 O 3 đối với phản ứng isome hóa parafin nhẹ là không cao nhưng với hệ thống mao quản trung bình của mình xúc tác này có thể tạo nên sự thông thoáng thuận lợi cho quá trình khuếch tán của nguyên liệu và sản phẩm, đồng thời hạn chế bớt ảnh hưởng của sự cốc hóa làm giảm hoạt tính của xúc tác. Kết quả nghiên cứu của Grau và cộng sự cũng cho thấy rằng, hoạt tính xúc tác của hỗn hợp trộn c ơ học Pt/γ- Al 2 O 3 và H-mordenit (có đồng thời cả mao quản trung bình và nhỏ) đối với phản ứng “hydroisomerization-cracking” lớn hơn rất nhiều so với từng hợp phần riêng lẻ (chỉ có mao quản lớn hoặc mao quản nhỏ). Qua đó chúng tôi rút ra nhận định rằng nếu nghiên cứu chế tạo ra được hệ xúc tác compozit Pt/[H-mordenit + γ-Al 2 O 3 ] dạng hạt thì có thể sẽ phát huy được những đặc tính ưu việt, đồng thời hạn chế được nhược điểm của từng hợp phần đơn lẻ nhờ hiệu ứng hiệp trợ xúc tác giữa chúng. Ngoài ra, vai trò của γ-Al 2 O 3 trong sự kết hợp này không đơn thuần chỉ là một hợp phần xúc tác mà còn là pha liên kết để tạo hạt, tăng độ bền cơ của khối hạt và tăng độ phân tán Pt trên xúc tác. Như vậy, xúc tác mới được tạo ra sẽ không chỉ tích hợp được những đặc tính ưu việt, đồng thời hạn chế các nhược điểm của từng hợp phần riêng rẽ mà còn là dạng h ạt, dạng xúc tác sử dụng phổ biến trong công nghiệp. Chương 2. THỰC NGHIỆM 2.1. Phương pháp nghiên cứu chế tạo xúc tác 2.1.1. Tổng hợp các hợp phần xúc tác 2.1.1.1. Tổng hợp mordenit Nguyên liệu được dùng để tổng hợp mordenit bao gồm: thuỷ tinh lỏng có thành phần (%kl) SiO 2 33,6; Na 2 O 7,8; modun 4,451; khối lượng riêng 1,4325 g/ml; Al 2 (SO 4 ) 3 .18H 2 O, độ tinh khiết 99,5%. Quá trình tổng hợp mordenit có thể tóm tắt như sơ đồ hình 2.1. 4 2.1.1.2. Biến tính mordenit từ dạng Na-mordenit thành H-mordenit Quá trình biến tính chuyển mordenit từ dạng Na-mordenit sang dạng H-mordenit được thực hiện bằng phương pháp trao đổi ion với dung dịch NH 4 Cl. Hỗn hợp Na-mordenit và dung dịch NH 4 Cl 1M trộn theo tỷ lệ 1g/10ml, khuấy trộn liên tục hỗn hợp trong 3h ở nhiệt độ 80 o C. Lọc rửa đến khi hết ion Cl - (thử bằng dung dịch AgNO 3 ). Sản phẩm được sấy ở 120 o C trong 5h, nung ở 500 o C trong 3h. Quá trình được lặp lại 3 lần và thu được sản phẩm bột mịn, mầu trắng. 2.1.1.3. Tổng hợp boehmit và γ-Al 2 O 3 Trong nghiên cứu này, boehmit và γ-Al 2 O 3 được tổng hợp bằng phương pháp kết tủa dung dịch aluminat bởi Al 2 (SO 4 ) 3 (hình 2.2) với sự tham gia của chất phụ gia polyacrylamit. Nguyên liệu chính của quá trình tổng hợp là Al(OH) 3 và Al 2 (SO 4 ) 3 Tân Bình. H 2 O cất Tạo gel và khuấy trộn trong 1h Thủy tinh lỏng Dung dịch Al 2 (SO 4 ) 3 0,1M Kết tinh thủy nhiệt trong autoclavơ ở 170 0 C, với thời gian 30h Lọc rửa, sấy ở 120 o C trong 5h, nung ở 500 o C trong 4h Làm già gel trong 24h Hình 2.1. Sơ đồ quá trình tổng hợp mordenit Al(OH) 3 Tân Bình Dung dịch polyacrylamit Kết tủa boehmit ở điều kiện 70 o C, pH=8,5 NaOH H 2 O 2 Hòa tan polyacrylamit Polyacrylamit Aluminat hóa Lọc tách tạp chất Lọc tách tạp chất Dung dịch Aluminat H 2 O Đập nghiền Al 2 (SO 4 ) 3 Hòa tan Al 2 (SO 4 ) 3 Lọc tách tạp chất Dung dịch Al 2 (SO 4 ) 3 Già hóa kết tủa ở 70 o C trong 2h Lọc rửa, thu sản phẩm, sấy ở 120 o C trong 5h, sau đó nâng lên 230 o C trong 3h và cuối cùng nung ở 500 o C trong 3h Hình 2.2. Sơ đồ các giai đoạn tổng hợp boehmit và γ-Al 2 O 3 H 2 O 5 Quá trình tổng hợp boehmit được tiến hành theo công nghệ liên tục và tự động hóa hoàn toàn. Trong quá trình tổng hợp boehmit, polyacrylamit được sử dụng với mục đích xúc tiến cho quá trình keo tụ các tiểu phân hydroxit nhôm; đồng thời cô lập và hạn chế sự tiếp xúc có thể dẫn đến quá trình polyme hóa của các tiểu phân này. Các polyacrylamit được sử dụng trong nghiên cứu này gồm 2 loại: anion mạnh A118 (TLPT = 12x10 6 ) và không ion N208 (TLPT = 13x10 6 ). 2.1.2. Chế tạo vật liệu xúc tác compozit Pt[H-Mordenit +γ-Al 2 O 3 ] dạng hạt Hydroxyt nhôm sau khi tổng hợp được sấy ở 120 o C trong 5h sau đó tiến hành khuấy trộn với các tác nhân pepti hóa để pepti hóa một phần tạo ra sản phẩm dạng bột nhão, dẻo (pha liên kết). Sản phẩm này có thể sử dụng để tạo hạt thành vật liệu xúc tác γ-Al 2 O 3 hoặc kết hợp với H-mordenit tạo ra vật liệu xúc tác [H-mordenit + γ-Al 2 O 3 ] dạng hạt. Tiếp tục sấy khô hạt xúc tác ở 120 o C trong 5h, 230 o C trong 3h nung ở 500 o C trong 3h thu được vật liệu xúc tác dạng hạt. Xúc tác Pt/[H-mordenit +γ-Al 2 O 3 ] được điều chế bằng phương pháp ngâm tẩm, quá trình tẩm đưa kim loại lên chất mang, xúc tác được tiến hành qua 4 giai đoạn chính sau: i. Sấy khô chất mang ở 120 0 C trong 5h ii. Đưa chất mang vào bình tam giác chứa dung dịch H 2 PtCl 6 (dd có màu đỏ da cam) với hàm lượng Pt vừa đủ và lắc đều cho đến khi dung dịch trong suốt không màu. iii. Để xúc tác ổn định trong dung dịch khoảng 30 phút sau đó lọc, sấy ở 120 0 C trong 5h, nung 500 0 C trong 3h. iv. Khử bằng H 2 trong 3h ở nhiệt độ 350 0 C với tốc độ dòng 5ml/phút để tạo ra xúc tác Pt /[H-mordenit+γ-Al 2 O 3 ]. Quá trình tẩm được tiến hành lặp lại ba lần nhằm tăng độ phân tán của kim loại lên trên chất mang. 2.2. Các phương pháp nghiên cứu đặc trưng xúc tác B B o o e e h h m m i i t t Tác nhân pepti hoá Khuấy, trộn Bột nhão Khuấy, trộn Sấy, n n u u n n g g Ép đùn H-mordenit Tẩm Pt Sấy, nung, khử H 2 Xúc tác Hình 2.3. Q ui trình chế tạo vật liệu xúc tác [ γ -Al 2 O 3 + H-mordenit ] 6 Đã sử dụng các phương pháp phân tích hóa lý phổ biến như nhiễu xạ tia X, hiển vi điện tử quét, hồng ngoại, phân tích nhiệt vi sai, hấp phụ vật lý, hấp phụ hóa học để nghiên cứu các đặc trưng xúc tác. 2.3. Phương pháp nghiên cứu hoạt tính xúc tác Đã khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính của xúc tác như: nhiệt độ, tỉ lệ H 2 /nguyên liệu, tỉ lệ về khối lượng xúc tác/n-hexan, sự thay đổi của các hợp phần xúc tác và thời gian phản ứng trong dòng. 2.3.1. Tiến hành phản ứng trên hệ MAT 5000 Nguyên liệu: n-hexan tinh khiết của hãng Merck, H 2 99,999% được cung cấp bởi máy sinh hydro của hãng Domnic Hunter, Anh Xúc tác: 0,5%Pt/(H-Mordenit + γ-Al 2 O 3 ) Xúc tác được đặt trong ống phản ứng bằng thép đường kính φ = 20mm. Trước tiên xúc tác được xử lý bằng N 2 , sau đó nâng nhiệt độ lên 350 0 C và hoạt hóa bằng H 2 với lưu lượng 5ml/phút trong khoảng thời gian 3 giờ. Tiếp đến hạ nhiệt độ xuống đến nhiệt độ phản ứng và đưa hỗn hợp khí H 2 , nguyên liệu n-hexan vào để tiến hành phản ứng. Sản phẩm phản ứng được ngưng tụ ở nhiệt độ -12 o C để phân tách lỏng khí. Phần sản phẩm khí không ngưng tụ liên tục được đưa vào thiết bị lấy mẫu khí tự động nối trực tuyến với máy sắc ký khí RGA. 2.3.2. Phân tích thành phần sản phẩm và tính toán độ chuyển hóa, độ chọn lọc, hiệu suất của phản ứng Các điều kiện phân tích sản phẩm của phản ứng isome hóa n-hexan như sau: Máy sắc ký khí DHA (ASTMD 5134) Cột Petrocol DH 50.2, 50x0.02 ID Máy s ắc ký khí RGA MAT 5000 Method Nhiệt độ injector: 200 0 C, split 200:1 Van Oven: 100 0 C Nhiệt độ cột 35 0 C Nhiệt độ cột 50 0 C (10ph) → 100 0 C (44ph), 50 0 C/ ph. Nhiệt độ detector (FID): 250 0 C Nhiệt độ detector (TCD): 250 0 C. Khí mang: Heli (20ml/ph) Áp suất khí mang: 500kPa H 2 : 30ml/ph, O 2 : 250ml/ph Nhiệt độ Block: 200 0 C Make – up Gas: N 2 (30ml/ph) Make – up Gas: Heli (10ml/ph) Hoạt tính xúc tác được đánh giá qua kết quả phân tích thành phần nguyên liệu và sản phẩm phản ứng. Phương pháp tính toán độ chuyển hóa (C), độ chọn lọc (S) và hiệu suất (η) của phản ứng như sau: 7 • Độ chuyển hóa (C): Độ chuyển hóa (C), % = 100. • Độ chọn lọc (S): Độ chọn lọc (S), % = 100. • Tỉ số I/C: I/C = Trong đó: - Lượng sản phẩm isome hóa của hexan được tính bằng tổng lượng sản phẩm 2,2- và 2,3-dimetylbutan; 2-metylpentan ; 3-metylpentan. - Lượng sản phẩm cracking của hexan được tính bằng tổng lượng các sản phẩm có số nguyên tử C < 6. • Hiệu suất (η): Hiệu suất (η), % = Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. TỔNG HỢP VÀ ĐẶC TRƯNG CỦA CÁC HỢP PHẦN XÚC TÁC 3.1.1. Khảo sát các điều kiện tối ưu để tổng hợp mordenit có tỉ số Si/Al cao Mordenit là hợp phần chủ đạo trong xúc tác Pt/[H-mordenit +γ-Al 2 O 3 ] do đó tính chất của sản phẩm này có ảnh hưởng rất lớn đến hoạt tính và độ chọn lọc của xúc tác. Theo các tài liệu đã công bố thì xúc tác Pt/H-mordenit có hoạt tính cao đối với phản ứng isome hóa parafin nhẹ khi tỉ số Si/Al của mordenit nằm trong khoảng từ 10 ÷ 20. Đã tiến hành nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp để tạo ra mordenit có tỉ số Si/Al phù hợp, từ đó đã thi ết lập được qui trình tổng hợp với các điều kiện cụ thể như sau: Tỉ lệ mol của Si/Al trong gel= 70; tỉ lệ H 2 O/Si =40; pH = 13; thời gian già hoá gel 24h; nhiệt độ kết tinh 170 0 C; thời gian kết tinh 30h. Sản phẩm của quá trình tổng hợp mordenit từ các điều kiện nêu trên có tỉ số Si/Al ≥ 17, bề mặt riêng đạt 507m 2 /g, số lượng tương ứng của các tâm Lewis và Bronsted trong H-mordnit là 0,1644.10 20 và 1,4796.10 20 tâm/g. 3.1.2. Khảo sát các điều kiện tối ưu trong tổng hợp γ -Al 2 O 3 có bề mặt riêng lớn Độ chuyển hóa (C). Độ chọn lọc (S) 100 Số mol n-hexan đã phản ứng Số mol n-hexan cấp vào Số mol sản phẩm iso-hexan Số mol n-hexan phản ứng Tổng lượng sản phẩm iso-hexan Tổng lượng sản phẩm craking (C 1 ÷C 5 ) [...]... định độ chọn lọc của xúc tác Mặt khác, qua phân tích thành phần sản phẩm của quá trình isome hóa O-T của UOP [103] cho thấy: tỉ lệ I/C của xúc tác này ≈ 8 trong khi tỉ lệ I/C của TA70 là 8,26; do đó TA70 là mẫu xúc tác rất có triển vọng trong nghiên cứu hoàn thiện thành xúc tác công nghiệp 3.3.2.5 Ảnh hưởng của các hợp phần xúc tác đến độ ổn định của xúc tác Ngoài ra, để nghiên cứu ảnh hưởng của các... sánh hoạt tính xúc tác tạo ra so với các xúc tác cùng chủng loại đã được ứng dụng trong công nghiệp 3 Cần nghiên cứu thêm về ảnh hưởng của các yếu tố như nhiệt độ phản ứng, tỉ lệ H2/nhexan đến tuổi thọ của xúc tác 4 Phương pháp và qui trình chế tạo xúc tác đã nêu trong luận án hoàn toàn có thể ứng dụng để chế tạo các xúc tác khác trên cơ sở zeolit và pha liên kết là oxit nhôm 5 Cần nghiên cứu chứng minh... Phương pháp và qui trình chế tạo xúc tác compozit [H-mordenit +γ-Al2O3] dạng hạt bằng pepti hóa đã tạo ra xúc tác có độ bền cơ cao (117 ÷ 331 kG/cm2), bề mặt riêng (425 ÷ 279m2/g) và độ axit trung bình (≈ 1,4812.1020 tâm/g) phù hợp cho xúc tác isome hóa 4 Đã chế tạo thành công xúc tác mới Pt/[H-mordenit +γ-Al2O3] dạng hạt với sự kết hợp của từng vật liệu đơn lẻ thành tổ hợp xúc tác, phát huy được những... giảm dần từ M0÷TA70 chứng tỏ quá trình isome hóa trên xúc tác 0,5%Pt/TA có xảy ra các phản ứng phụ như cracking nhưng tốc độ phản ứng giảm dần khi giảm hàm lượng γ-Al2O3; lượng sản phẩm phụ tạo ra rất nhỏ so với các cấu tử iso-hexan do đó có thể khẳng định rằng isome hóa là phản ứng chủ đạo của quá trình hay nói cách khác là xúc tác đã tạo ra phù hợp cho quá trình isome hóa n-hexan, đặc biệt là 0,5%Pt/TA70... mầm kết tinh cho quá trình tổng hợp boehmit đã cải thiện đáng kể hiệu quả của quá trình (hiệu suất sản phẩm boehmit tăng hơn 17%, không xảy ra hiện tượng tạo keo do đó tiết kiệm được thời gian và chi phí sản xuất) Qui trình tổng hợp này đã được triển khai sản xuất thử nghiệm thành công trên qui mô pilot 3.2 NGHIÊN CỨU TẠO HẠT XÚC TÁC 3.2.1 Tạo hạt pha liên kết (γ-Al2O3) Để chế tạo được xúc tác có độ bền... hành nghiên cứu quá trình pepti hoá với 4 loại tác nhân pepti hoá khác nhau là axit oxalic (A), axit nitric (N), axit clohydric (C), axit sunphuric (S) Để nghiên cứu ảnh hưởng của tác nhân pepti hoá đến các đặc trưng của pha liên kết (γ-Al2O3 dạng hạt),, chúng tôi đã tiến hành chế tạo các mẫu nghiên cứu theo qui trình chỉ ra trên hình 3.25 và đo độ bền cơ của sản phẩm này để đánh giá ảnh hưởng của tác. .. đối với việc chế tạo xúc tác; xúc tác tạo ra có độ bền cơ hợp lý (117 ÷ 186 kG/cm2), bề mặt riêng lớn (425 ÷ 279m2/g) và số lượng tâm axit trung bình (1,3129.1020 ÷ 1,4812.1020 tâm/g) Ngoài ra, khi đánh giá về tác động môi trường thì A là tác nhân pepti hoá tốt nhất vì không thải ra môi trường các chất khí độc hại trong quá trình sấy, nung 3.3 NGHIÊN CỨU HOẠT TÍNH XÚC TÁC ĐỐI VỚI PHẢN ỨNG ISOME HÓA NHEXAN... HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO Từ các kết quả nghiên cứu thu được có thể thấy rằng TA70 là xúc tác có hoạt tính cao đối với phản ứng isome hóa n-hexan và độ bền cơ đáp ứng yêu cầu công nghiệp, do đó khả năng có thể ứng dụng trong công nghiệp cho quá trình isome hóa các parafin nhẹ là rất cao Tuy nhiên, do thời gian và kinh phí có hạn nên luận án chỉ mới tiến hành được những nghiên cứu bước đầu cho nên để xúc. .. C>N>S>A Qua kết quả khảo sát ở trên cho thấy các mẫu A2.0, C1.5, N1.5 đều tạo ra sản phẩm có độ bền cơ và bề mặt riêng cao, có thể sử dụng làm pha liên kết trong chế tạo xúc tác [H-mordenit +γ-Al2O3] dạng hạt 3.2.2 Nghiên cứu tạo hạt xúc tác [H-mordenit + γ-Al2O3] Đã sử dụng các mẫu boehmit đã pepti hóa là A2.0, C1.5, N1.5 làm pha liên kết trong chế tạo vật liệu xúc tác [H-mordenit+ γ-Al2O3] dạng hạt... SEM của mẫu TA30 Như vậy, qua nghiên cứu ảnh SEM của các mẫu nghiên cứu có thể thấy rằng quá trình tạo hạt xúc tác đã phân cắt cấu trúc polyme của nhôm hydroxit thành các tiểu phân bé hơn Nhờ đó, các tiểu phân này dễ dàng lọt vào khe hở giữa các tinh thể mordenit làm tăng bề mặt tiếp xúc giữa hai pha, tạo điều kiện thuận lợi cho việc tạo hạt và tăng độ bền cơ của hạt xúc tác [H-mordenit+γ-Al2O3] 3.2.2.3 . ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI o0o NGUYỄN HÀN LONG NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO XÚC TÁC CHO QUÁ TRÌNH ISOME HOÁ n-HEXAN Chuyên ngành: HOÁ DẦU VÀ XÚC TÁC. tiễn: Đã nghiên cứu thiết lập được phương pháp và qui trình chế tạo xúc tác dạng hạt, dạng xúc tác được sử dụng phổ biến trong công nghiệp. Việc nghiên cứu chế tạo thành công xúc tác Pt/[H-mordenit. hợp để chế tạo xúc tác isome hóa. - Nghiên cứu chế tạo pha liên kết γ-Al 2 O 3 có độ bền cơ cao và bề mặt riêng lớn bằng phương pháp pepti hóa boehmit. - Qui trình chế tạo vật liệu xúc tác [H-mordenit