مطالعه فرایند تبدیل متانول به اولفین و بررسی پارامترهای بارگذاری لانتانیوم و نسبت si/al بر کاتالیست hzsm-5

به تازگی فناوری های کاتالیستی تبدیل متانول به اولفین بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش تاثیر پارامترهای بارگذاری لانتانیوم و نسبت si/al در دماهای گوناگون بر عملکرد کاتالیستی hzsm-5 در فرایند تبدیل متانول به اولفین بررسی شد. در این پژوهش پایه کاتالیستی hzsm-5 با نسبت های گوناگون si/al با استفاده از فلز لانتانیوم و روش تلقیح تر اصلاح شد. پس از بارگذاری فلز لانتانیوم به روش تلقیح مرطوب، کاتالیست های اصلاح شده برای تعیین دقیق ویژگی ها و ارزیابی آن ها، مورد آنالیزهای xrd و sem، bet و ft-ir قرار گرفتند. نتیجه های آنالیز xrd و ft-ir نشان داد که افزودن فلز لانتانیوم به زئولیت hzsm-5 باعث تخریب ساختار نمی شود و ساختار پس از افزودن فلز لانتانیوم همچنان دارای بلورینگی بالایی بود. برای بررسی تاثیر پارامترهای لانتانیوم، نسبت si/al و دما و بررسی تاثیر برهمکنش بین آن ها برای تولید اتیلن و پروپیلن در فرایند متانول به اولفین از طراحی آزمایش box-behnken استفاده شد. برای این منظور از بارگذاری لانتانیوم در بازه ی 10-0 درصد وزنی، نسبت si/al در بازه ی 180-60 و دما در بازه ی 450-350 درجه سلسیوس به عنوان متغیرهای ورودی روش box-behnken استفاده شد.  با استفاده از نتیجه های طراحی آزمایش box-behnken مشخص شد بیش ترین میزان بازده اتیلن بر روی کاتالیستی که در حد بالای بارگذاری لانتانیوم، نسبت si/al پایین و دمای بالا بود، به دست می آید.برای بیشینه پروپیلن تولیدی نیز برای سه متغیر نسبت si/al، دما و میزان بارگذاری لانتانیوم یک حالت بهینه وجود داشت، یعنی نخست با افزایش این متغیرها بازده پروپیلن افزایش و سپس کاهش پیدا می کرد.

Study of Methanol Conversion to Olefin and Study of Lanthanum Loading and Si/Al Ratio Parameters on HZSM5 Catalyst

Recently, catalytic technologies for the conversion of methanol to olefins have been very much considered. In the present paper, the effect of lanthanum loading parameters and Si/Al ratios at different temperatures on the catalytic function of HZSM5 in the methanololefin conversion process was investigated. In this paper, the catalytic base of HZSM5 with different Si/Al ratios was modified using the lanthanum metal and wet impregnation method. After loading of lanthanum metal by wet impregnation, the modified catalysts were subjected to XRD, SEM, BET, and FT-IR analysis for accurate determination of their specification and evaluation. The results of XRD and FT-IR analysis showed that the addition of lanthanum metal to HZSM5 zeolite did not cause structural damage. The structure after the addition of lanthanum metal still had high crystallinity. The design of the BoxBehnken test was used to investigate the effect of lanthanum parameters, Si/Al ratio, and temperature, and investigate the effect of interactions between them for the production of ethylene and propylene in the methanololefin process. For this purpose, loading of lanthanum in the range of 010% by weight, the Si/Al ratio in the range of 180160 °C, and temperature in the range of 350450 °C were used as input variables of the BoxBehnken method. Using the results of the design of the BoxBehnken test, it was found that the highest ethylene yield was achieved on a catalyst that was at the highest level of loading of lanthanum, low Si/Al ratio and high temperature. For optimum propylene production, there was an optimal mode for three variables: Si/Al ratio, temperature, and loading rate of lanthanum, which initially increased the propylene yield and then decreased with increasing of these variables.