Những yếu tố như nguồn húa chất sử dụng, chất tạo cấu trỳc, điều kiện kết tinh, tỷ lệ thành phần nguyờn liệu đầu,… - Xỏc định cỏc tớnh chất hoỏ lý của xỳc tỏc nhận được bằng cỏc phương p
Phạm thị thúy nga giáo dục đào tạo trờng đại học bách khoa hà nội - luận văn thạc sĩ khoa học công nghệ hoá học ngành : công nghệ hoá học Oxi hóa parafin để thu đợc loại rợu cao dùng làm chất hoạt động bề mặt Trên xúc tác VAPO Phạm thị thúy nga 2006 - 2008 Hµ Néi 2008 Hµ Néi 2008 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17051113817301000000 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC OXI HÓA PARAFIN ĐỂ THU ĐƯỢC CÁC LOẠI RƯỢU CAO DÙNG LÀM CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT –TRÊN XÚC TÁC VAPO NGÀNH: CÔNG NGHỆ HÓA HỌC MÃ SỐ: 04.3898 PHẠM THỊ THÚY NGA Người hướng dẫn khoa học GS.TS ĐÀO VĂN TƯỜNG HÀ NỘI 2008 MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU 01 CHƯƠNG : TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 ĐẶC ĐIỂM CỦA DẦU MỎ VIỆT NAM…………………………… 03 1.1.1.Dầu thô Việt Nam thuộc loại dầu nhẹ vừa phải 03 1.1.2 Dầu thô Việt Nam loại dầu 03 1.1.3 Dầu thô Việt Nam chứa nhiều hydrocacbon parafinic 04 1.2 TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH OXI HĨA PARAFIN……………… 04 1.2.1 Lý thuyết q trình oxi hóa 05 1.2.1.1 Q trình oxi hóa có xúc tác pha lỏng đồng thể 06 1.2.1.2 Xúc tác dị thể 08 1.2.3.3 Cơ chế phản ứng oxi hóa 09 1.2.3.4 Động học phản ứng oxi hóa 12 1.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng oxi hóa n-parafin 13 1.2.2.1.Nhiệt độ 13 1.2.2.2.Thời gian tiếp xúc 14 1.2.3.3 Ảnh hưởng hợp chất thơm 14 1.2.3.4 Ảnh hưởng cấu tạo mạch hydrocacbon 15 1.2.3 Ứng dụng phản ứng oxi hóa n-parafin 15 1.3 GIỚI THIỆU VỀ RÂY PHÂN TỬ ALUMINOPHOSPHAT 15 1.3.1 Khái niệm rây phân tử 15 1.3.2 Phân loại 16 I.3.2.1 Phân loại theo thành phần nguyên tố 16 I.3.2.2 Phân loại theo kích thước mao quản 17 1.3.3 Rây phân tử aluminophosphat (AlPO 4) 17 1.3.3.1 Khái niệm rây phân tử 17 1.3.3.2 Cấu trúc rây phân tử AlPO4 18 1.3.4 Rây phân tử Metaluminophosphat (MeAPO) 20 1.3.4.1 Khái niệm chung thay đồng hình 20 1.3.4.2 Giới thiệu rây phân tử VAPO 21 1.3.4.3 Thay đồng hình Vanadi 21 1.3.4.4 Ứng dụng xúc tác VAPO 25 1.3.4.5 Lý thuyết trình tổng hợp rây phân tử VAPO 25 1.3.4.6 Vai trò chất tạo cấu trúc 27 CHƯƠNG : PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 2.1 NGUYÊN TẮC TỔNG HỢP 29 2.1.1 Tổng hợp VAPSO 29 2.1.2 Tổng hợp VAPO 30 2.2 TIẾN HÀNH TỔNG HỢP 31 2.2.1 Dụng cụ thí nghiệm 33 2.2.2 Hóa chất sử dụng 34 2.2.3 Tiến hành tổng hợp VAPSO 35 2.2.4 Tiến hành tổng hợp VAPO 36 2.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐẶC TRƯNG XÚC TÁC 36 2.3.1 Phương pháp phổ hồng ngoại IR 37 2.3.2 Phương pháp phổ nhiễu xạ Rơnghen (XRD) 38 2.3.3 Ảnh hiển vi điện tử quét SEM 39 2.3.4 Phương pháp phân tích nhiệt vi sai (DTA) (DSC) 40 2.4 NGHIÊN CỨU PHẢN ỨNG OXI HÓA N-PARAFIN 40 2.4.1 Sơ đồ phản ứng oxi hóa 40 2.4.2 Phân tích sản phẩm 41 2.4.2 Phương pháp sắc ký khí 41 2.4.2 Phương pháp phân tích khối phổ (MS) 43 CHƯƠNG : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƯNG XÚC TÁC VAPSO 44 3.1.1 Ảnh hưởng nguồn nhôm khác 44 3.1.2 Ảnh hưởng chất tạo cấu trúc (templat) 46 3.1.3 Ảnh hưởng hàm lượng kim loại Vanadi thay 50 3.1.4 Ảnh hưởng thời gian kết tinh 53 3.1.5 Ảnh hưởng nhiệt độ kết tinh 54 3.1.6 Ảnh hưởng chế độ nung 56 3.2 NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƯNG XÚC TÁC VAPO 57 3.2.1 Ảnh hưởng nguồn nhôm khác 57 3.2.2 Ảnh hưởng chất tạo cấu trúc (templat) 59 3.2.3 Ảnh hưởng hàm lượng kim loại Vanadi thay 62 3.2.4 Ảnh hưởng thời gian kết tinh 64 3.2.5 Ảnh hưởng nhiệt độ kết tinh 66 3.2.6 Ảnh hưởng pH 68 3.2.7 Ảnh hưởng chế độ nung 70 3.3 NGHIÊN CỨU PHẢN ỨNG OXI HÓA N-PARAFIN 75 3.3.1 Ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất phản ứng 76 3.3.2 Ảnh hưởng thời gian phản ứng đến q trình oxi hóa 78 3.3.3 Ảnh hưởng hàm lượng xúc tác đến hiệu suất phản ứng 80 3.3.4 Ảnh hưởng vận tốc sục khí đến phản ứng oxi hóa 82 KẾT LUẬN 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ STT KÝ HIỆU NỘI DUNG TRANG Hình 1.1 Cấu trúc AlPO 29 Hình 1.2 Sự hình thành vật liệu aluminophosphat 29 Hình 1.3 Mơ hình khung cấu trúc AEL 30 Hình 1.4 Mơ hình khung cấu trúc AEI 30 Hình 1.5 Q trình oxi hóa khử kim loại vanadi 33 Hình 1.6 Hình 2.1 Phương pháp tổng hợp rây phân tử VAPSO 40 Hình 2.2 Phương pháp tổng hợp rây phân tử VAPO 41 Hình 2.3 Autoclave & teflon 43 10 Hình 2.4 Tủ sấy & lị nung 44 11 Hình 2.5 Thiết bị đo phổ hồng ngoại Tensor 37 47 12 Hình 2.6 Tia tới tia phản xạ tinh thể 48 13 Hình 2.7 Thiết bị nhiễu xạ tia X Brucker – D8 49 14 Hình 2.8 Sơ đồ phản ứng oxi hóa n-parafin 50 15 Hình 3.1 Phổ XRD mẫu VS01-TA18 55 16 Hình 3.2 Phổ XRD mẫu VS02-TAOH 55 Sơ đồ q trình oxi hóa khử V thay đồng hình cho P mạng tinh thể AlPO4 35 17 Hình 3.3 Phổ XRD mẫu VS03-TBo 56 18 Hình 3.4 Phổ XRD mẫu VS06-To 58 19 Hình 3.5 Phổ XRD mẫu VS04-D 59 20 Hình 3.6 Phổ XRD mẫu VS05-T 59 21 Hình 3.7 Phổ XRD mẫu VS10-T08 61 22 Hình 3.8 Phổ XRD mẫu VS12-T10 62 23 Hình 3.9 Phổ XRD mẫu VS13-T11 62 24 Hình 3.10 Ảnh hưởng thời gian kết tinh đến khối lượng x/t 64 25 Hình 3.11 Phổ XRD mẫu VS22 kết tinh 1500C 65 26 Hình 3.12 Phổ XRD mẫu VS23 kết tinh 1600C 65 27 Hình 3.13 Phổ XRD mẫu VS24 kết tinh 1700C 66 28 Hình 3.14 Phổ TG/DTA mẫu VS03-TBo 67 29 Hình 3.15 Chế độ nung mẫu VAPSO 67 30 Hình 3.16 Phổ XRD mẫu VS03-TBo 68 31 Hình 3.17 Phổ XRD mẫu VA01-D 70 32 Hình 3.18 Phổ XRD mẫu VA06-T 70 33 Hình 3.19 Phổ XRD mẫu VA07-D 72 34 Hình 3.20 Phổ XRD mẫu VA08-T 73 35 Hình 3.21 Phổ XRD mẫu VA09-P 73 36 Hình 3.22 Phổ XRD mẫu VA10-P001 75 37 Hình 3.23 Phổ XRD mẫu VA14-P007 75 38 Hình 3.24 Phổ XRD mẫu VA15-P008 76 39 Hình 3.25 Ảnh hưởng thời gian kết tinh đền khối lượng x/t 77 40 Hình 3.26 Phổ XRD mẫu VA24 kết tinh 1100C 78 41 Hình 3.27 Phổ XRD mẫu VA25 kết tinh 1500C 79 42 Hình 3.28 Phổ XRD mẫu VA26 kết tinh 1700C 79 43 Hình 3.29 Phổ XRD mẫu VA27 có pH = 3,5 80 44 Hình 3.30 Phổ XRD mẫu VA28 có pH = 5,5 81 45 Hình 3.31 Phổ XRD mẫu VA29 có pH = 8,5 81 46 Hình 3.32 Phổ TG/DTA mẫu VAPO 82 47 Hình 3.33 Chế độ nung mẫu VAPO 83 48 Hình 3.34 Ảnh SEM (a) VAPO nung dịng & (b) nung tĩnh 84 49 Hình 3.35 Phổ IR (a) VAPO tổng hợp & (b) VAPO chuẩn 85 50 Hình 3.36 Phổ XRD VAPO 87 51 Hình 3.37 Sắc ký đồ phân tích GC-MS sản phẩm oxi hóa 88 52 Hình 3.38 Sự phụ thuộc nhiệt độ độ chuyển hóa p/ư 90 53 Hình 3.39 Sự phụ thuộc thời gian độ chuyển hóa p/ư 92 54 Hình 3.40 Sự phụ є hàm lượng x/t độ chuyển hóa pư 94 55 Hình 3.41 Sự phụ thuộc tốc độ sục khí độ chuyển hóa 96 56 Hình 3.42 Phổ IR nguyên liệu n-parafin ban đầu 97 57 Hình 3.43 Phổ IR sản phẩm oxi hóa sử dụng x/t VAPO 97 58 Hình 3.44 Phổ IR sản phẩm oxi hóa sử dụng x/t VAPSO 98 DANH MỤC CÁC BẢNG STT KÝ HIỆU NỘI DUNG Bảng 1.1 Bảng 1.2 Lịch sử loại Templat 39 Bảng 3.1 Ký hiệu mẫu xúc tác điều chế sử dụng nguồn templat khác 57 Bảng 3.2 Ảnh hưởng hàm lượng kim loại vanadi 60 Bảng 3.3 Ảnh hưởng thời gian kết tinh đến khối lượng x/t 63 Bảng 3.4 Sự phụ thuộc nguồn nhôm đến tỷ lệ vanadi 69 Bảng 3.5 Ký hiệu mẫu với nguồn templat 72 Bảng 3.6 Bảng tỷ lệ V : Al : P 74 Bảng 3.7 Ảnh hưởng thời gian kêt tinh đến khối lượng x/t 77 10 Bảng 3.8 Ảnh hưởng nhiệt độ đến độ chuyển hóa phản ứng sử dụng x/t VAPSO 89 11 Bảng 3.9 Ảnh hưởng nhiệt độ đến độ chuyển hóa phản ứng sử dụng x/t VAPO 89 12 Bảng 3.10 Ảnh hưởng thời gian đến độ chuyển hóa phản ứng sử dụng x/t VAPSO 91 13 Bảng 3.11 Ảnh hưởng thời gian đến độ chuyển hóa phản ứng sử dụng x/t VAPO 91 Sự phụ thuộc thời gian phản ứng vào hàm lượng chất thơm nguyên liệu TRANG 25