کاتالیزور زئولیت راهی برای کمک به پتروشیمی

کاتالیزور زئولیت چیست و چگونه عمل میکند ؟

کاتالیزور زئولیت ( Zeolite Catalyst ) مواد ریز متخلخلی می باشد که برای کاربردهای مختلف کاتالیزوری از اهمیت صنعتی برخوردار هست . در این خبر تمرکز پیشرفت های اخیر را در درک فرآیندهای کاتالیزوری و سنتز در مقیاس نانو در این سیستم ها و نقش کاتالیزور زئولیت را در پتروشیمی بررسی میکنیم.

 مواد معطر عناصر اصلی سازنده پلیمرها یا پلاستیک ها هستند که از بطری های PET برای آب گرفته تا لباس های پلی استر قابل تنفس و مقاوم در برابر چین و چروک ، ظاهر می شوند. این پتروشیمی ها یک بخش تخصصی و دارای ارزش افزوده از صنعت انرژی را تشکیل می دهند.

فرآیند تصفیه روغن خام به جریانهای معطر مفید برای استفاده از مشتقات اغلب شامل استفاده از کاتالیزور برای تسهیل واکنشهای شیمیایی است. در میان انواع مختلف کاتالیزورها ، بسیاری از آنها زئولیت - آلومینوسیلیکات متخلخل - مانند ZSM-5 ، یک زئولیت مصنوعی منحصر به فرد است که به طور گسترده ای در ارتقا مواد شیمیایی در آلکیلاسیون و ایزومریزاسیون استفاده می شود.

تولیدکنندگان پتروشیمی به طور مداوم به دنبال به حداقل رساندن هزینه های سربار برای تحمل نوسانات در بازارهای کالاها و ارائه یک محصول نهایی رقابتی برای یک فرد متوسط ​​هستند.

ستون بندی کاتالیزور زئولیت

جفری ریمر ، آبراهام دوکلر ، استاد دانشگاه مهندسی دانشگاه هوستون کالن و خاویر گارسیا-مارتینز ، استاد شیمی معدنی در دانشگاه آلیکانته ، یک روش کاشت را کشف کردند که فرآیند سنتز را ساده می کند و منجر به ستون بندی خود به خود زئولیت ها می شود. . این اثر در Advanced Materials منتشر شده است . این فرآیند منجر به وجود کنسانتره آلومینیوم بیشتر در زئولیت و یک ساختار بلوری منحصر به فرد می شود تا واکنش های شیمیایی را با تجمع کربن کاهش دهد.

مارتینز گفت: "این روش نوین مزیت تولید ورق های ضخیم تر با فرم خوب است كه برای تولید مواد بسیار پایدار مهم است. این ویژگی مهم در بیشتر برنامه های مربوط به صنعت است."

 کاتالیزور زئولیت سلسله مراتبی در بهبود بی سابقه ای در کاتالیزور عملکرد با 4 برابر نرخ پایین تر از بی اثر سازی، افزایش پنج برابری در فعالیت و افزایش نزدیک به دو برابر در گزینش را نشان می دهد.

مرتبط:

کاتالیست تصفیه هیدروژنی برای تولید سوخت پاک بومی‌سازی شد

بازسازی کاتالیزور در صنعت توسط تولیدکنندگان پتروشیمی چگونه است؟

در صنعت ، تولیدکنندگان پتروشیمی برای بازسازی کاتالیزور یا کلاً جایگزینی آن ، معمولاً باید هر دو سال یکبار تغییر مسیر دهند. در ایالات متحده ، اواخر سه ماهه اول تا اوایل سه ماهه دوم معمولاً چندین تصفیه خانه برای تأمین این شرایط دو هفته تا دو ماه نگهداری طول می کشد.

در طی این زمان ، تولید و سود از دست می رود و در حالی که این کاتالیزورهای سلسله مراتبی زئولیت به طور کلی به چرخش ختم نمی شوند. اندازه کوچک تر اما پایدار 30-60 نانومتری آنها آلومینیوم را تأمین می کند.

با این حال ، اندازه کوچک آنها به طور همزمان انتخاب را بهبود می بخشد و باعث کاهش تجمع کربن می شود. این اشاره به دوره های طولانی تر بین چرخش های پرهزینه و افزایش عملکرد دارد.

مفاهیم این مطالعه به درک بهتر هسته زئولیت - یا اولین مشاهده یک کریستال - گسترش یافته و به سمت فرآیندی جدید برای ایجاد زئولیت های ستونی بدون عوامل هدایت کننده ساختار آلی (OSDA) اشاره دارد. زئولیت های دارای ساختار سلسله مراتبی (ستونی) قبلاً فقط با OSDA تهیه شده اند که به عنوان الگوهایی برای تشکیل این ساختارهای منحصر به فرد عمل می کنند.

ریمر می گوید : "تاکنون اعتقاد بر این بود که OSDA برای سنتز زئولیت های ستونی بسیار مهم است ، و به عنوان الگوهایی برای تسهیل تشکیل نانو ورق های نازک به هم پیوسته عمل می کنند." " مواد بی شکل و ستونهای تشکیل شده بدون هیچ الگویی. "

مارتینز می گوید : "تلاش های قبلی برای تولید این کاتالیزورها به عوامل آلی پرهزینه احتیاج داشت و بازده کم نیز معمولاً بدست می آمد که کاربرد تجاری آنها را بسیار محدود کرد."

بذر در سنتز زئولیت ستون دار با بهبود عملکرد کاتالیزوری در آلکیلاسیون فریدل-کرافت و واکنش های متانول به هیدروکربن نقش مهمی دارد. این روش سنتز ، فرآیند معمول مصرف انرژی با استفاده از OSDA را دور می زند. مواد آلی که قبلاً برای ایجاد زئولیت هایی که می توانند از طریق تجاری استفاده شوند ضروری بودند ، در نهایت دیگر لازم نیست.

مراحل بعدی این پروژه شامل مقیاس گذاری روند برای نشان دادن اینکه آیا این کاتالیزور زئولیت بهبود یافته می تواند عملکرد خود را در مقیاس صنعت تکرار کند یا خیر . این تحقیق همچنین به عنوان یک سکوی پرشی برای کاوش بیشتر در مورد پیامدهای بذر سازی برای تولید زئولیت های دیگر با ساختارهای منحصر به فرد و عملکرد استثنایی در کاربردهای تجاری عمل می کند.

منبع:

https://phys.org