سنتز و ارزیابی کاتالیست کامپوزیتی نانوساختار SAPO-34(90%)/HZSM-5(10%) جهت استفاده در تبدیل متانول به اتیلن و پروپیلن

Abstract

در کار حاضر، کاتالیست­های نانوساختار SAPO-34 و ZSM-5 از کاتالیست­های شناخته شده برای فرآیند تبدیل متانول به الفین­های سبک (MTO) هستند. کاتالیست SAPO-34 انتخاب­پذیری بالایی برای الفین­های سبک دارد و کاتالیست ZSM-5 دارای پایداری بالایی است. ترکیبی از این کاتالیست­ها می­تواند منجر به تولید یک کاتالیست کامپوزیتی با انتخاب­پذیری و پایداری بهینه شود. در این مطالعه کاتالیست کامپوزیتی SAPO-34/ZSM-5 با نسبت وزنی 10% از ZSM-5 و با اضافه کردن آن به ژل سنتزی SAPO-34 به روش هیدروترمال سنتز شد. همچنین کاتالیست SAPO-34 جهت مقایسه سنتز گردید. خصوصیات کاتالیست­های سنتز شده با استفاده از آنالیزهای مختلف مانند XRD، FESEM، EDX، BET و FTIR برررسی شد. با توجه به آنالیز XRD مشاهده شد که اضافه کردن پودر ZSM-5 به ژل SAPO-34، منجر به کاهش بلورینگی شده است که سبب افزایش میزان تبدیل گردیده است. هم­چنین پیک­های مربوط به ساختار ZSM-5 با شدت پایین ظاهر شد که دلیلی برای وجود ZSM-5 در کاتالیست کامپوزیتی است. در کاتالیست­ کامپوزیتی ذرات کروی شکل از تجمع ذرات مکعبی تشکیل شده­اند. عملکرد کاتالیست­های سنتز شده در فرآیند تبدیل متانول به اتیلن و پروپیلن در مقیاس آزمایشگاهی مورد ارزیابی قرار گرفت. انتخاب­پذیری الفین­ها برای هر دو کاتالیست با گذشت زمان تقریباً یکسان بود، اما کاتالیست کامپوزیتی پایداری بالاتری داشت. پس از 1000 دقیقه از زمان عبور جریان، انتخاب­پذیری الفین­ها در هر دو کاتالیست به تدریج کاهش یافت. عملکرد مناسب کاتالیست کامپوزیتی می­تواند به علت بهبود خواص آن در حضور ZSM-5 باشد.