کاتالیست

[Mahdi/s]

برای مشاهده محتوا ، لطفا وارد شوید یا ثبت نام کنید

توليد فرمالدييد که يکي از ترکيب‌ هاي با ارزش و پر مصرف است به‌ طور معمول از اكسايش کاتاليستي متانول در راکتورهاي بستر ثابت به ‌دست مي‌ آيد. در اين تحقيق فرآيند ذكر شده در راکتور بستر سيال مورد مطالعه قرار گرفته است. بدين منظور يک راکتور بستر سيال به قطر 22 ميلي ‌متر و طول 50 سانتي ‌متر از جنس فولاد زنگ ‌نزن که قابليت کنترل دما و شدت جريان مواد را داراست ساخته شده است. اثر پارامترهاي متفاوت عملياتي بر عملکرد راکتور بالا مطالعه شده است. نتيجه‌ ها با سه مدل سه فازي تطبيق داده شده و ميزان دقت مدل‌ ها در پيش بيني رفتار راکتور مشخص شده است. نتيجه‌ ها نشان مي ‌دهد که تحت شرايط مناسب، ميزان تبديل متانول به فرمالدييد تا 89 درصد افزايش مي ‌يابد و با بالا رفتن سرعت گاز در بستر سيال اين ميزان کاهش مي ‌يابد که دليل آن کاهش زمان اقامت و در نتيجه کاهش تماس متانول با فرمالدييد است. بررسي مدل‌ ها نشان مي ‌دهد كه بيشترين انحراف مربوط به مدل Shiau-Lin با 23 درصد خطا و بيشترين تطابق مربوط به مدل El-Rafai و El-Halwagi با 10 درصد خطا مي ‌باشد. بنابراين، در اين واکنش جريان‌ هاي برگشتي به دليل کوچک بودن قطر راکتور در مقايسه با طول آن از اهميت کمتري برخوردار است.

[Mahdi/s]

برای مشاهده محتوا ، لطفا وارد شوید یا ثبت نام کنید

پودرهاي نانو كريستالي اكسيد زيركونيوم، با ساختار مزو حفره، با مساحت سطحي ويژه بالا و فاز پايدار كريستالي تتراگونال، پتانسيل بالايي به عنوان پايه كاتاليست هاي ريفرمينگ گاز طبيعي با دي اکسيدکربن دارند. نتايج استفاده از اين نانو پودرها به عنوان پايه کاتاليست نشان دادند كه اكسيد زيركونيوم نانوکريستالي تهيه شده با روش رسوب گيري همراه با افزودن ماده فعال سطحي پتانسيل خوبي به عنوان پايه كاتاليست دارد. اکسيد زيرکونيوم نانوکريستالي تهيه شده با اين روش مساحت سطح ويژه بالا، فاز پايدار تتراگونال و ساختار مزو حفره دارد. بررسي هاي كاتاليستي نشان دادند كه كاتاليست حاوي 5 درصد نيكل عملكرد خوبي در اين واكنش دارد و كاهشي 4 درصدي را در مقدار تبديل متان بعد از گذشت 50 ساعت از زمان واكنش نشان مي دهد. افزودن ارتقا دهنده هايK2O ، CeO2،La2O3 و MgO به كاتاليست حاوي 5 درصد وزني نيكل سبب افزايش پايداري و فعاليت كاتاليست و پراکندگي نيکل و کاهش تشکيل کربن روي كاتاليست ها شد. بررسي پايداري كاتاليست 5%Ni-3%CeO2/ZrO2بعد از گذشت 1550 ساعت از زمان واكنش و در شرايط واكنشي كه ريسك تشكيل كك بالاست، نشان داد که اين کاتاليست پايداري و عملکرد بسيار خوبي در اين واکنش دارد و پايدارترين کاتاليست سنتز شده در فرآيند ريفرمينگ خشک متان است.

[Mahdi/s]

برای مشاهده محتوا ، لطفا وارد شوید یا ثبت نام کنید

اين تحقيق به حذف آلاينده NOx به ‌وسيله كاهش كاتاليستي انتخابي با آمونياك پرداخته شده است. ازg- آلومينا و تيتانيا به عنوان پايه و از واناديم به عنوان فلز فعال براي ساخت كاتاليست استفاده شد و همچنين نيترات لانتانيم، نيترات سريم، آمونيم تنگستات و موليبدات آمونيم به عنوان بهبود دهنده‏ به روش تلقيح مرطوب روي پايه نشانده شدند. براي بررسي اثر عواملي مانند درصدهاي واناديم و بهبود دهنده‏ها، زمان و دماي كلسينه كردن، نوع پايه و نحوه انجام تلقيح ، با استفاده از روش طراحي تجربي آزمايش‌ها، 12 نمونه ساخته شدكه نتيجه‌هاي آنها در اين مقاله گزارش شده است. براي تعيين ويژگي‌هاي نمونه‏ها، آزمايش‌هايي شامل اندازه‏گيري سطح ويژه، اندازه‌گيري قطر منافذ و حجم تخلخل، XRD ، XRF و آزمايش راکتوری براي ارزيابی فعاليت صورت گرفته‌اند. وقتی که از پايه آلومينا به جای پايه تيتانيا استفاده شد، درصد تبديل NOx افزايش يافت. ميانگين ماكسيمم فعاليت براي دو حالت با پايه 2O3 Al - g و TiO2 به ترتيب 38.6 و 12.01 به دست آمد. افزايش سريم و افزايش زمان كلسينه كردن اثر ناچيزی بر تبديل NOx گذاشت.با افزايش تنگستن،لانتانيم و نيز دمای كلسينه كردن، درصد تبديل NOx کاهش يافت درحالي‌که با افزايش واناديم و موليبدن افزايشي در تبديل آن مشاهده شد (ميانگين ماکسيمم فعاليت براي ٤ درصد واناديم 29.31 و براي ١ درصد واناديم21.3 به‌دست آمد). در نهايت درصد تبديل NOx در عمليات تلقيح همزمان کمی بيشتر ازعمليات چندمرحله ای بود.

[Mahdi/s]

کاتاليزور و کاربرد های آن

کاتاليزور چيست؟

کاتاليزور ماده اي است که سرعت واکنش شيميايي را افزايش مي دهد. کاتاليزور در ابتدا با مواد اوليه تشکيل پيوند مي دهد و آنها را به محصول تبديل مي کند. سپس محصول از سطح کاتاليزور جدا مي شود و مواد واکنش نکرده براي ادامه واکنش روي سطح کاتاليزور باقي مي مانند. در حقيقت، مي توان واکنش هاي کاتاليزوري را به صورت يک سيکل بسته در نظر گرفت که در ابتدا کاتاليزور وارد واکنش مي شود سپس در انتهاي سيکل به شکل اوليه خود بازيابي مي شود.



کاتاليزور به فرم هاي مختلفي وجود دارد، فرم هاي متنوع اتمي و مولکولي تا ساختار بزرگي نظير زئوليت ها يا آنزيم ها در گستره کاتاليزور ها قرار مي گيرند. علاوه براين آنها مي توانند در محيط هاي مختلفي بکار بروند: در مايعات، گازها يادر سطح جامدات.

در يک نگاه کلي مي توان کاتاليزور ها را به سه زير مجموعه تقسيم کرد: کاتاليزور هاي همگن، کاتاليزورهاي غير همگن و کاتاليزور هاي حياتي



کاتاليزور همگن

در کاتاليزور همگن ماده اي که به عنوان کاتاليزور کار مي‌کند، با مواد واکنش‌دهنده در يک فاز گاز يا مايع باشند. واکنش هاي صنعتي مانند Hydroformylation و پليمريزاسيون اولفين ها از کاتاليزور هاي همگن استفاده مي کنند. يکي از واکنش هايي که در يک فاز انجام مي شود، سنتز اسيد استيک از متانول و مونوکسيد کربن با استفاده از يک کمپلکس RH مي باشد.



کاتاليزور ناهمگن

هنگامي که يک مرز مشترک فازي، کاتاليزور را از مواد واکنش دهنده جدا سازد، آنگاه کاتاليزور را ناهمگن مي نامند. کاتاليزور ناهمگن عمدتاً از طريق جذب سطحي شيميايي مواد واکنش دهنده روي سطح کاتاليزور صورت مي‌گيرد.



کاتاليزور هاي حياتي

بسياري از فرايندهاي صنعتي به اعمالي بستگي دارند که با کاتاليزور صورت مي‌گيرند. ولي کاتاليزورهايي که براي انسان مورد اهميت بيشتري دارند، کاتاليزورهاي طبيعي يعني آنزيم‌ها هستند. اين مواد فوق العاده پيچيده، پروتئين هاي بزرگي هستند که فرايندهاي حياتي مانند گوارش و سنتز سلولي را کاتاليز مي‌کنند.



اجزاء مهم کاتاليزور

کاتاليزور ها مي توانند بصورت اکسيدها، نيتريدها، اسيدها، نمک ها، بکار بروند. تهيه و آماده سازي کاتاليزور ها ترکيبي از علم و هنر است اما اساس آن بر مبنا ي آزمايش مي باشد. کاتاليزور ها بر حسب نوع فرايندي که در آنها مورد استفاده قرار مي گيرند به شکل ها و اندازه هاي متفاوتي (ميکروسکوپيک، مزوسکوپيک و ماکروسکوپيک ساخته مي شوند.

کاتاليزور هاي صنعتي به ندرت از يک ترکيب درست شده اند، اما معمولاً از دو جزء و يا بيشتر و به ندرت از اجزاي بسيار زياد تشکيل مي شوند. در هر کاتاليزور مورد استفاده در صنايع مختلف، علاوه بر فاز فعال ترکيبات ديگري به منظور تغيير در خصوصيات کاتاليزور از قبيل فعاليت، گزينش پذيري، پايداري و غيره استفاده مي شود.

کاتاليزور هاي جامد از سه جزء اصلي تشکيل شده اند:

· فاز فعال

· پروموتر

· پايه

مثلاً در کاتاليزور CuO/ZnO/Al2O3، که کاتاليزور سنتز متانول از گاز سنتز مي باشد، CuO جزء فعال کاتاليزور ZnO پروموتر و Al2O3 نقش پايه کاتاليزور مي باشد.



فاز فعال

انتخاب فاز فلز در تهيه کاتاليزور مورد نظر نقش بسيار مهمي دارد. فلز بايستي طوري انتخاب شود که واکنش هاي مورد نظر را به طور کامل انجام داده و قادر به انجام واکنش هاي ناخواسته نباشد. فاکتورهاي مهم در انتخاب فاز فعال عبارتند از:

· فعاليت

· گزينش پذيري

· پايداري حرارتي و مکانيکي

· قابليت باز يابي

· قيمت

· اندازه و شکل ذرات



پروموتر يا ارتقادهنده

پروموتر به موادي گفته مي شود که به مقدار خيلي کم به کاتاليزور افزوده مي گردد، تا فعاليت بهتر، گزينش پذيري يا پايداري بيشتري را در آن ايجاد کند اين ترکيبات به دوصورت فلزي و اکسيدي در ساختار کاتاليزور مي توانند وجود داشته باشند. مکانيسم عمل پروموتر ها به اين صورت است که تقويت کننده ها با ايجاد نقص ها يا بي‌نظمي هاي شبکه در سطح کاتاليزورکه باعث ناهمواري هاي سطحي (پله ها) مي شود، نقش عمده اي در کنترل فعاليت و گزينش پذيري کاتاليزور دارند.

اغلب پروموتر ها را مي توان به پروموتر هاي الياف جلوگيري از جمع شدن و انباشتگي بلورهاي فعال کاتاليزور) و پروموتر هاي ساختاري (اثرات شيميايي و الکتروني بر روي ساختار کاتاليزور) تقسيم بندي نمود. يک تقويت کننده اليافي (پايدارکننده) اثرات فيزيکي دارد اما يک تقويت کننده ساختاري (الکتروني) اثرات شيميايي به سيستم تحميل مي نمايد.

اصطلاح پايه به موادي اطلاق مي شود که قسمت بدنه کاتاليزور را تشکيل مي دهند و جزء فعال کاتاليزور و تقويت کننده ها روي آن قرار مي گيرند. پايه کاتاليزور در اغلب موارد اصلاً فعاليت کاتاليزوري ندارد. اولين خاصيتي که يک پايه کاتاليزور بايد داشته باشد، خنثي بودن آن از نظر شيميايي است.

پايه کاتاليزور باعث توزيع و پخش شدن کاتاليزورهاي گران قيمت مانند پلاتين مي گردد. در اصل پايه براي بهينه کردن بافت لازم کاتاليزور يا براي تقويت تشکيل يک فاز فعال ويژه انتخاب مي گردد. پايه به کاتاليزور مقاومت مکانيکي و حرارتي لازم را مي دهد و آن را در مقابل خرد شدن و کلوخه شدن محافظت مي کند. براي اين که بتوان کاتاليزور هاي ناهمگن را در اشل صنعتي مصرف کرد بايد کاتاليزور در شرايط واکنش واکنش فعاليت، گزينش پذيري و بالايي داشته باشد. به اين منظور در اغلب فرايند هاي کاتاليزوري براي رسيدن به کاتاليزوري با مساحت سطح ويژه بالا و حداکثر فعاليت ويژه، فاز فعال فلزي بر روي پايه پراکنده مي شود.

[Mahdi/s]

برای مشاهده محتوا ، لطفا وارد شوید یا ثبت نام کنید

دانلود مطلب PDF

پودرهاي نانو كريستالي اكسيد زيركونيوم، با ساختار مزو حفره، با مساحت سطحي ويژه بالا و فاز پايدار كريستالي تتراگونال، پتانسيل بالايي به عنوان پايه كاتاليست هاي ريفرمينگ گاز طبيعي با دي اکسيدکربن دارند. نتايج استفاده از اين نانو پودرها به عنوان پايه کاتاليست نشان دادند كه اكسيد زيركونيوم نانوکريستالي تهيه شده با روش رسوب گيري همراه با افزودن ماده فعال سطحي پتانسيل خوبي به عنوان پايه كاتاليست دارد. اکسيد زيرکونيوم نانوکريستالي تهيه شده با اين روش مساحت سطح ويژه بالا، فاز پايدار تتراگونال و ساختار مزو حفره دارد. بررسي هاي كاتاليستي نشان دادند كه كاتاليست حاوي 5 درصد نيكل عملكرد خوبي در اين واكنش دارد و كاهشي 4 درصدي را در مقدار تبديل متان بعد از گذشت 50 ساعت از زمان واكنش نشان مي دهد. افزودن ارتقا دهنده هايK2O ، CeO2،La2O3 و MgO به كاتاليست حاوي 5 درصد وزني نيكل سبب افزايش پايداري و فعاليت كاتاليست و پراکندگي نيکل و کاهش تشکيل کربن روي كاتاليست ها شد. بررسي پايداري كاتاليست 5%Ni-3%CeO2/ZrO2بعد از گذشت 1550 ساعت از زمان واكنش و در شرايط واكنشي كه ريسك تشكيل كك بالاست، نشان داد که اين کاتاليست پايداري و عملکرد بسيار خوبي در اين واکنش دارد و پايدارترين کاتاليست سنتز شده در فرآيند ريفرمينگ خشک متان است.

[hirbod a]

سلام.من 23سالمه و اولین باره که عضو یه سایت میشم.و تقریبا هیچی از نت حالیم نیست.الان دارم یه تحقیق در مورد کاتالیزور پورفیرین انجام میدم که متاسفانه تا حالا هیچ مطلبی پیدا نکردم نمیدونم باید چه کار کنم لطفا منو راهنمایی کنید............
با تشکر
هیربد.

[shafiee160]

salam khubin? mikhastam bebiam in madaro az koja tahie kardin mamnoon misham sarbolando pirooz bashin