ساخت، ارزیابی و بهینه سازی کاتالیست مناسب برای تولید گاز سنتز
چکیده
تبدیل متان با دی اکسید کربن سبب تولید گاز سنتز با نسبت h2/co کمتر از واحد می شود که برای سنتز بسیاری از مواد شیمیایی به کار می رود. به دلیل به کار گیری دو گاز گلخانه ای متان و دی اکسید کربن، واکنش اخیر از دیدگاه زیست محیطی نیز حایز اهمیت فراوان می باشد؛ زیرا تبدیل این گازها به مواد شیمیایی با ارزش، سبب کاهش چشمگیر آلودگی گازهای مذکور در هوا می شوند. در این طرح، کاتالیست نیکل با دو نوع پایه زیولیتی یعنی زیولیت nay و زیولیت activated-13x ، تهیه شده وبا تغییر پارامترهای ساخت کاتالیست، یعنی دمای کلسیناسیون، غلظت نیکل نشانده شده، و نوع پایه، 18 نمونه از آن تهیه شد. شرایط بهینه واکنش با طراحی آزمایشها و انجام آزمایشات متعدد بدست آمده است. کاتالیست نیکل روی پایه زیولیت nay فعالیت کاتالیستی بالایی را در واکنش تبدیل متان با دی اکسید کربن برای تولید h2 و co نشان داده است. شرایط بهینه عملیاتی شامل دمای c°600، فشارواکنش حدود 1 بار، نسبت خوراک 7/0 co2/ch4= و سرعت فضایی hr-1 1 می باشد. پارامترهای ساخت کاتالیست، با به دست آمدن نتایج واکنشها قابل بررسی می باشند. فاز کریستالی زیولیت، توسط xrd قابل تشخیص است و جهت بررسی مقادیر کمی و کیفی مواد موجود در کاتالیست، از آزمایش xrf استفاده شده است. با بررسی عکسهای حاصل از میکروسکوپ الکترونی (philips xl-30) چگونگی توزیع ذرات کاتالیست و اندازه تقریبی ذرات کاتالیست بدست آمده است. نتایج آزمایش bet حاکی از سطح ویژه بالای کاتالیست حدود m²/g 442 می باشد. با میزان بارگذاری حدوداً 6/2 درصد وزنی نیکل روی پایه زیولیت nay، میزان تبدیل دی اکسید کربن به حدود %65 رسیده است و کاتالیست برای مدت حدوداً 19 ساعت، تقریباً فعالیت خود را حفظ نموده است. سینتیک این واکنش نیز در طرح حاضر بررسی شده است.