Từ giản đồ XRD của mẫu FCC-TS1 cho thấy sự xuất hiện peak đặc trưng pha tinh thể của zeolite Y ở các góc 2θ = 6,30; 12,00; 16,00; 19,00; 21,00; 24,00; 27,50; 320 và của γ-Al2O3 ở các góc 2θ = 45,60; 670. Điều này cho thấy rằng thành phần chính của xúc tác FCC từ nhà máy lọc dầu Dung Quất gồm có zeolite Y và γ- Al2O3. Tuy nhiên, trên giản đồ nhiễu xạ, có thể thấy một số peak đặc trưng pha tinh thể của zeolite Y bị dịch chuyển so với xúc tác FCC mới, cụ thể là các peack ở các góc 160; 190; 210; 240; 27,50; 320. Điều này có thể được giải thích trong q trình tái sinh có thể một phần nhỏ tinh thể trong mẫu FCC đã bị mất cấu trúc.
Bảng 3.1. Các giá trị 2θ đặc trưng của xúc tác FCC mới và FCC-TS1
FCC mới 2θ(o) 6,3 12,0 15,6 18,8 20,4 23,9 27,0 31,5 45,6 d(A0) 14,312 7,186 5,663 4,742 4,366 3,753 3,288 2,841 2,003 FCC tái sinh 2θ(o) 6,3 12,0 16,0 19,0 21,0 24,0 27,5 32,0 45,6 d(A0) 14,102 7,328 5,586 4,672 4,303 3,699 3,247 2,813 1,987
3.1.1.2. Xác định hiệu quả quá trình tách kim loại ra khỏi xúc tác FCC thải bằng phương pháp tán sắc năng lượng tia X
Để có thể so sánh sự có mặt của kim loại trong các mẫu xúc tác. Hàm lượng các nguyên tố trong mẫu FCC trước và sau khi tái sinh được xác định bởi phương pháp tán sắc năng lượng tia X (EDX).
Phổ EDX của xúc tác FCC thải (hình 3.3) cho thấy sự tồn tại của các nguyên tố trong xúc tác như Ti, Ni, Fe, Ca, Al, Si, Na, O. Kết quả phân tích thành phần các nguyên tố trong xúc tác FCC thải (bảng 3.2) cho thấy hàm lượng của các kim loại nặng Fe và Ni chiếm một lượng khá lớn: 2,03-3,97 % kl và 1,02 - 1,07%kl.
(a) Phổ EDX (b) vùng chụp phổ
Bảng 3.2 Kết quả phân tích thành phần các nguyên tố bằng phương pháp EDX của mẫu xúc tác FCC thải (%kl) % kl O Na Al Si Ca Ti Fe Ni Điểm 1 50,65 0,77 19,05 22,54 0,57 1,38 3,97 1,07 Điểm 2 51,03 0,81 20,43 23,18 0,43 1,07 2,03 1,02 Trung bình 50,84 0,79 19,74 22,86 0,50 1,23 3,00 1,05
Kết quả phân tích thành phần các nguyên tố trong mẫu xúc tác FCC-TS1 ở điều kiện nhiệt độ phòng (bảng 3.4) cho thấy hàm lượng kim loại trong mẫu xúc tác đã giảm đáng kể. So với mẫu xúc tác FCC thải thì hàm lượng các kim loại: Fe giảm khoảng 60 %, Ni giảm khoãng 32%, Ca giảm 70%, đặc biệt Na được loại hoàn toàn.
(b) Vùng chụp phổ chọn lọc (a ) Phổ EDX
Hình 3.4. Phổ EDX (a) từ vùng chụp phổ chọn lọc (b) của xúc tác FCC –TS1 sau
khi chiết kim loại với acid oxalic 5%, ở nhiệt độ phòng trong 5h
Bảng 3.3. Kết quả phân tích thành phần nguyên tố bằng phương pháp EDX của
mẫu xúc tác FCC –TS1 (% kl)
% kl O Al Si Ca Ti Fe Ni
Điểm 1 53,31 17,67 24,87 0,17 1,70 1,53 0,75
Điểm 2 53,76 19,83 23,05 0,14 1,64 0,90 0,68
Trung bình 53,54 18,75 23,95 0,15 1,67 1,21 0,715
Kết quả phân tích thành phần các nguyên tố trong mẫu xúc tác FCC-TS2 (bảng 3.5) cho thấy hàm lượng kim loại trong mẫu xúc tác đã giảm so với mẫu xúc tác FCC thải: Fe giảm khoảng 38,7% , Ni giảm 19 %, Ca giảm 40%. Tuy nhiên, ở điều kiện này hiệu suất tách kim loại thấp hơn so với điều kiện tách kim loại ở nhiệt độ phòng trong 5 giờ
(b) Vùng chụp phổ (a) Phổ EDX
Hình 3.5. Phổ EDX (a) từ vùng chụp phổ (b) của xúc tác FCC –TS1 sau khi chiết
kim loại với acid oxalic 5%, ở 50oC trong 3h.
Bảng 3.4. Kết quả phân tích thành phần nguyên tố bằng phương pháp EDX của
mẫu xúc tác FCC –TS2 (% kl)
% kl O Al Si Ca Ti Fe Ni
Điểm 1 51,56 19,79 23,95 0,39 1,46 1,82 1,03
Điểm 2 52,64 20,03 22,91 0,21 1,48 1,86 0,67
Trung bình 52,10 19,91 23,43 0,30 1,47 1,84 0,85
Kết quả phân tích hàm lượng các nguyên tố trong mẫu xúc tác FCC-TS3 (bảng 3.5) cho thấy so với mẫu xúc tác FCC thải thì hàm lượng các kim loại giảm: Fe giảm khoảng 37%, Ni giảm khoảng 20%, cịn Ca, Na được loại bỏ hồn tồn. Kết quả này cho thấy ở điều kiện 3 hiệu quả tách kim loại Fe, Ni tương đương ở điều kiện
tách ở 50oC, trong 3 giờ. Nhưng hiệu suất vẫn thấp so với điều kiện 1.
(b) vùng chụp phổ (a) Phổ EDX
Hình 3.6. Phổ EDX (a) từ vùng chụp phổ chọn lọc (b) của xúc tác FCC –TS3 sau khi tách
Bảng 3.5. Kết quả phân tích thành phần nguyên tố bằng phương pháp EDX của mẫu xúc tác FCC –TS3 (% kl) % kl O Al Si Ti Fe Ni Điểm 1 54,48 14,04 27,38 1,62 1,75 0,73 Điểm 2 53,07 18,19 24,02 1,75 2,02 0,95 Trung bình 53,775 16,115 25,70 1,685 1,885 0,84
Như vậy, từ các kết quả phân tích thành phần các ngun tố thơng qua phương pháp EDX nhận thấy rằng qui trình khi tách kim loại trong xúc tác FCC thải bằng acid oxalic 5%, ở nhiệt độ phịng, có hỗ trợ khuấy từ trong 5 giờ là hiệu quả hơn so với 2 qui trình cịn lại. Do đó chúng tơi chọn qui trình này để tách kim loại ra khỏi xúc FCC thải với khối lượng 50 gam. Xúc tác thu được là FCC –TS1 sử dụng cho q trình cracking pha khí dầu ăn thải sau này.
3.1.1.3. Xác định hình thái tinh thể xúc tác FCC bằng phương pháp kính hiển vi điện tử quét SEM
Kết quả chụp ảnh kính hiển vi điện tử quét SEM của mẫu FCC mới, và mẫu FCC-TS1 được thể hiện trên hình 3.7 và hình 3.8.
Từ kết quả thu được thấy rằng các tinh thể FCC-TS1 có bề mặt mịn và có hình dạng khá đồng nhất, hầu như chỉ nhìn thấy loại tinh thể có dạng bi hình cầu , khơng có dấu hiệu của pha lạ. Như vậy, cùng với phổ nhiễu xạ XRD, SEM cho
thấy độ tinh thể của FCC – TS1 rất cao.