3. Nội dung của luận án
2.2.1. Tổng hợp xúc tác cho quá trình nhiệt phân rơm rạ
- Xử lý cốc FCC phế thải: FCC phế thải được sấy khô, nung ở 6500C trong 3-5h, trong dòng không khí khô để loại bỏ cốc bám trên bề mặt [40].
- Xử lý kim loại nặng: FCC phế thải sau khi đã loại cốc được xử lý bằng axit oxalic kết hợp với nhiệt độ để loại bỏ Ni, V. Sau đó xúc tác được lọc, rửa, sấy ở 1050C. Sản phẩm thu được kí hiệu FCC-XL
- Bổ sung tâm axit
FFC-XL (sau khi được xử lý cốc và kim loại nặng) được axit hóa bằng phương pháp cấy nguyên tử nhôm vào khung mạng tinh thể của xúc tác để tạo các tâm axit Bronsted và Lewis. Xúc tác thu được kí hiệu là FCC-BT. Sơ đồ cấy nguyên tử nhôm được thể hiện trên hình 2.1.
Cách tiến hành: FCC-XL và AlCl3 (tỷ lệ khối lượng giữa FCC-XL và AlCl3 khoảng 1,5-3) được đưa vào hai khoang khác nhau của thiết bị phản ứng làm bằng thạch anh có khả năng chịu nhiệt cao và có một vách ngăn hở ở giữa. Các lớp bông
38
thuỷ tinh ở giữa và ở hai đầu ống phản ứng sẽ ngăn cách điatomit và AlCl3 đồng thời ngăn không cho các chất bị thổi ra ngoài dưới tác dụng của dòng khí mang .
Hình 2.1. Sơ đồ cấy nguyên tử Al vào xúc tác
Phản ứng được thực hiện ở nhiệt độ 5000C, tại nhiệt độ này AlCl3 sẽ thăng hoa và theo dòng khí mang là nitơ sẽ đi qua lớp bông thuỷ tinh vào khoang chứa FCC-XL. Tại đây, dưới tác dụng của nhiệt độ, ion Cl- sẽ phá vỡ một phần cấu trúc khung mạng SiO2 để đưa nguyên tử Al vào trong khung mạng SiO2 của FCC-XL. Phản ứng được thực hiện trong 3h. Phần AlCl3 không phản ứng có thể được thu hồi nhờ một thiết bị ngưng tụ ở đầu ra của thiết bị phản ứng. Sản phẩm thu được tiếp tục được nung ở 3500C trong 3h. Sản phẩm thu được là FCC biến tính, ký hiệu FCC-BT
Quy trình biến tính xúc tác FCC phế thải được thể hiện trên hình 2.2
Hình 2.2. Qui trình biến tính FCC thải
* Axit hoá điatomit bằng phương pháp cấy nguyên tử Al vào khung mạng SiO2
FCC thải Nung ở 650oC, 3h Rửa bằng Hở 90o 2C2O4
C, 24h
Lọc rửa đến pH=7 Sấy ở 105oC, 10h
Cấy Al ở 500oC
39
Điatomit Phú Yên thô được nghiền thành dạng bột mịn. Sau đó nung ở 5000C trong 3-5h, rửa bằng axit HCl 0,1M để loại tạp chất oxit như Fe2O3, MgO,...Sau đó, điatomit được axit hóa bằng phương pháp cấy nguyên tử nhôm vào khung mạng SiO2 để tạo các tâm axit làm tăng độ axit của điatomit. Sản phẩm thu được được kí hiệu là điaA. Sơ đồ nguyên tắc cấy nguyên tử nhôm vào khung mạng của điatomit tương tự như đối với FCC (hình 2.1).
* Chế tạo xúc tác hợp phần
Xúc tác FCC biến tính (FCC-BT) sẽ được bổ sung thêm hợp phần điatomit axit hóa (5% theo khối lượng). Các hợp phần được trộn sau đó tạo huyền phù, tiến hành siêu âm mẫu huyền phù và khuấy 24h ở nhiệt độ phòng. Tiếp tục lọc, sấy khô ở 120oC trong 3 giờ rồi nghiền, nung ở 5500C trong 3h. Sản phẩm là xúc tác hợp phần kí hiệu: FCC-BT+điaA.