Chương 1 TỔNG QUAN
1.3.5.Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình HDC
1.3. Quá trình hydrodeclo hĩa
1.3.5.Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình HDC
Hiệu quả của quá trình HDC phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: nồng độ tác nhân phản ứng H2, lưu lượng dịng H2, lưu lượng dịng Ar (khí trơ), nhiệt độ phản ứng, chế độ hoạt hĩa xúc tác, phương pháp tổng hợp xúc tác, nguồn muối kim loại cho quá trình tổng hợp xúc tác, quá trình nung sấy xúc tác, nguồn chất mang, hình dạng chất mang,…
Phương pháp tổng hợp xúc tác ảnh hưởng lớn tới khả năng làm việc của xúc tác trong phản ứng HDC. Ví dụ với phản ứng HDC tricloetylen trên xúc tác Pd–Cu/γ-Al2O3 được tổng hợp theo 4 phương pháp khác nhau: 1 – ngâm tẩm lần lượt; 2 – khử, ngâm tẩm lần lượt; 3 – phản ứng điều khiển bề mặt và 4 – ngâm tẩm đồng thời, kết quả cho thấy phương pháp tổng hợp khác nhau làm thay đổi kích thước hạt, sự phân bố kim loại trên bề mặt chất mang và sự tương tác giữa Pd-Cu dẫn tới thay đổi độ chuyển hĩa và sản phẩm của phản ứng [102, 104].
Các xúc tác trước khi được thử nghiệm hoạt tính đều được hoạt hĩa trong dịng H2 để chuyển hĩa từ dạng oxit kim loại về dạng kim loại hoạt động [30]. Vì thế tốc độ thể tích dịng H2 cho quá trình hoạt hĩa xúc tác ảnh hưởng rất nhiều tới hoạt tính xúc tác. Nếu tốc độ thể tích dịng H2 khử thấp, thời gian tiếp xúc giữa các tâm oxit và H2 dài, dẫn tới số lượng tâm kim loại được tạo thành nhiều. Tuy nhiên, khi số lượng tâm kim loại hoạt động tăng thì khả năng co cụm các tâm này tăng lên, dẫn tới giảm số tâm hoạt động cho phản ứng. Ngược lại nếu, tốc độ thể tích dịng H2 quá lớn, thời gian tiếp xúc giữa oxit kim loại và H2 ngắn, các oxit này khơng được hoạt hĩa hết do đĩ số lượng tâm hoạt tính khơng cao. Tốc độ thể tích dịng H2 thích hợp sẽ khử được tối đa số tâm kim loại ở dạng oxit về dạng
29
kim loại hoạt động dẫn đến tăng các tâm hoạt tính xúc tác [83]. Nhiệt độ hoạt hĩa cùng là một trong những yếu tố quyết định hoạt tính của xúc tác. Nếu nhiệt độ hoạt hĩa thấp hơn nhiệt độ khử của các dạng oxit thì các tâm oxit này khơng được khử về dạng kim loại hoạt động. Nhưng nếu hoạt hĩa xúc tác ở nhiệt độ quá cao cĩ thể sẽ làm thiêu kết các tâm kim loại hoạt động đã được khử ở nhiệt độ thấp hơn, dẫn đến làm giảm số tâm hoạt động vì thế hoạt tính của xúc tác khơng cao.
Trong nghiên cứu này, yếu tố nhiệt độ phản ứng ảnh hưởng rất lớn đến quá trình HDC TTCE. Khi nhiệt độ phản ứng tăng làm tăng vận tốc phản ứng [1, 3, 10]. Tuy nhiên, khi nhiệt độ phản ứng tăng cao cĩ thể xảy ra hiện tượng thiêu kết xúc tác làm giảm bề mặt xúc tác, bên cạnh cĩ sự tạo nhựa trên bề mặt xúc tác, làm che chắn khả năng tiếp xúc của các tâm hoạt động trên bề mặt xúc tác với chất phản ứng, dẫn đến làm giảm thời gian sống của xúc tác. Mặt khác, nhiệt độ cao cĩ thể xảy ra sự phân hủy nhiệt các sản phẩm tạo thành trong quá trình này. Ở nhiệt độ phản ứng thấp, năng lượng phản ứng khơng đủ để xảy ra quá trình hấp phụ các phân tử TTCE, H2 lên bề mặt xúc tác. Tốc độ thể tích dịng H2 phản ứng cũng ảnh hưởng tới hiệu quả của quá trình HDC TTCE. Nếu tốc độ thể tích dịng H2 phản ứng quá lớn, thời gian tiếp xúc giữa dịng nguyên liệu và dịng H2 ngắn dẫn đến hiệu quả của quá trình khơng cao. Tuy nhiên, tốc độ thể tích dịng H2 thấp, nồng độ H2 cấp vào cho phản ứng nhỏ vì thế khơng đủ lượng H2 để tham gia phản ứng.