افزایش پایداری کاتالیست های زئولیتی اصلاح شده توسط عناصر واسطه در شکست کاتالیستی نفتا

در این پژوهش بمنظور بررسی پایداری کاتالیست های hzsm-5 اصلاح شده توسط عناصر واسطه در شکست حرارتی – کاتالیستی نفتا مجموعه ای از کاتالیست ها توسط طراحی آماری rsm و روش باکس بهنکن طراحی گردید. از عنصر آهن بعنوان عنصر واسطه و از فسفر به عنوان عامل پایدار کننده شبکه زئولیت استفاده شد. با توجه به نتایج آزمون های آزمایشگاهی شکست حرارتی-کاتالیستی به عنوان واکنش غالب برای تولید پروپیلن در نظر گرفته شد حال آنکه در تولید اتیلن نقشی نداشت. با توجه به دمای عملیاتی واکنش (°c680) شکست حرارتی با بخار بعنوان مکانیسم غالب برای تولید اتیلن فرض گردید. همچنین بمنظور بررسی تاثیر عناصر بارگذاری شده و نیز نسبت مولی si/al بر ساختار، اسیدیته و فعالیت کاتالیستی مجموعه ای از آزمون ها شامل sem، edx،xrd، bet،nh3-tpd و tg-dta بر روی تعدادی از کاتالیست ها صورت گرفت. بر اساس تحلیل nh3-tpd، بارگذاری و افزایش si/al باعث کاهش تعداد کل سایت های اسیدی شد. تنها در نمونه (25) /hzsm-5(1/1)p-(10)fe بارگذاری آهن و فسفر باعث افزایش تعداد کل سایت های اسیدی شد که این مطلب موید شکل گیری سایت های اسیدی جدید در ساختار کاتالیست (25) /hzsm-5(1/1)p-(10)fe است. مقایسه نتایج تحلیل tga و آزمون ها موید این مطلب است که تنها عامل ناپایداری کاتالیست، مکانیسم برگشت پذیر تشکیل کک نمی تواند باشد زیرا در میان کاتالیست ها، کاتالیست با مقدار کم کک دارای مقدار بالای افت در بازده پروپیلن پس از 20 ساعت از انجام واکنش می باشد حال آنکه کاتالیست هایی با مقادیر بالاتر کک دارای افت کمتری در بازده پروپیلن می باشد. در نتیجه، مکانیسم برگشت ناپذیر آلومینیوم زدایی نیز یکی دیگر از عوامل ناپایداری کاتالیست می باشد. در میان کاتالیست های موجود، (130) /hzsm-5(2)p-(2)fe بیشترین پایداری را در میان کاتالیست ها از خود نشان داد.