بررسی استفاده از زئولیت طبیعی بهبودیافته به عنوان پایه کاتالیزور فرایند هیدروژن زدایی اکسایشی پروپان

 موضوع تحقیق : در سال‌های اخیر تولید پروپیلن با مقیاس صنعتی مبتنی بر روش اکسایشی هیدروژن‌زدایی پروپان  به دلیل عدم محدودیت‌ های ترمودینامیکی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار بوده‌است. دراین راستا،  به‌کارگیری زئولیت‌های طبیعی با فراوانی بالا و قیمت پایین از جایگاه ویژه‌ای برخوردار بوده‌است. در این مقاله زئولیت‌ طبیعی پرلیت به عنوان پایه کاتالیستی اصلاح‌شد و سپس عملکرد کاتالیست های سنتزی با فلز فعال وانادیوم در فرآیند هیدروژن‌زدایی اکسایشی پروپان در راستای تولید پروپیلن بررسی‎شد. در این فرایند خوراک مخلوط از پروپان و هوا با دبیh-1  40000  (ghsv)، تحت فشار اتمسفریک و دمای 500 درجه سانتی‌گراد در یک راکتور کوارتزی بستر ثابت مورد استفاده قرار گرفت.روش تحقیق: در این پژوهش پایه پرلیت طبیعی به عنوان منبعی از آلومینیوم‌اکسید (al2o3) و سیلیس (sio2)  توسط محلول یک مولار آمونیوم نیترات (nh4no3) مورد تعویض یونی قرار گرفت(perlit-i). در ادامه به منظور بررسی تاثیر آلومنیوم‌زدایی پایه، غلظت‌های مختلف اسیدی از اسید نیتریک (hno3) برابر با 0.75، 1.5، و 2.25 مولار، مورد استفاده قرار گرفت (perlit-ia). به منظور سنتز کاتالیست های 8% وزنی، چهار پایه سنتزشده توسط وانادیوم به عنوان فلز فعال به روش تلقیح خشک نشانده‌شدند. به منظور تعیین دقیق ساختار و ارزیابی ویژگی‌های کاتالیست، آنالیز‌های پراش اشعه ایکس(xrd)، میکروسکوپ الکترون روبشی (fe-sem)، و برنامه دمایی واجذب آمونیاک (nh3-tpd) مورد استفاده قرار گرفتند‌.نتایج اصلی: نتایج نشان داد میزان غلظت اسید مورد استفاده،  پارامتری تاثیرگذار بر میزان درصد تبدیل و گزینش‌پذیری کاتالیست‌ها می‌باشد. در مقایسه، فعالیت متفاوت قابل توجهی بین عملکرد نمونه v/perlit-i نسبت به نمونه‌های v/perlit-ia مشاهده‌شد. مقدار بیشینه گزینش‌پذیری برای v/perl-ia(2.25) برابر با 74 درصد نشان داده‌شد. با توجه به نتایج، پایه اصلاح‌شده پرلیت با گزینش‌پذیری مناسب می‌توانند در مطالعات بکارگیری به عنوان پایه‌صنعتی مورد توجه قرار گیرند.

investigating of treated natural zeolite as a catalyst support for propane oxidative dehydrogenation process

research subject: in recent years, industrial-scale production of propylene based on oxidative dehydrogenation of propane has been of particular importance due to the lack of thermodynamic limitations. in this regard, the use of natural zeolites with high abundance and low price has placed a special position. in this research, perlite natural zeolites were treated with ionic liquid solution and acid, then supported vanadium catalysis were synthesized. performance of catalysis were investigated in oxidative dehydrogenation of propane to propylene process with a mixed feed of propane and air in a fixed bed quartz reactor under condition of atmospheric pressure and temperature of 500˚c with a flow rate of 40000 h-1 (ghsv).research approach: in this study, natural perlite support as a source of aluminum oxide (al2o3) and silica (sio2) was ion exchanged by one molar solution of ammonium nitrate (nh4no3 1 m). continuously, to investigate the effect of delamination, different acid molar concentrations of nitric acid (hno3) equal to 0.75, 1.5, and 2.25 were used and then compared with the just modified ion exchange sample without acid leaching (v/perlit-i). dry vanadium impregnation, as an active metal, was carried out to synthesize 8% wt. catalysts. x-ray diffraction analyzes (xrd), scanning electron microscopy (fe-sem), and ammonia temperature-programmed desorption program (nh3-tpd) were used to characterization and evaluate the properties of the catalyst.main result: the results showed that the concentration of acid used affects the conversion and selectivity of the catalysis. in comparison, a significant difference was observed between the performance of v/perlit-i sample compared to v/perlit-ia samples. the maximum selectivity value for v/perlit-ia(2.25) was 74%. according to the results, the treated perlite support with suitable selectivity can be considered in the studies of use as an industrial support.