ترجمه مقاله شکست کاتالیستی بخار نفتا بر کاتالیست آهن

توضیحات

 عنوان فارسی:  مطالعه سینتیکی شکست کاتالیستی بخار نفتا روی یک کاتالیست آهن / ZSM5

 عنوان انگلیسی مقاله:

Kinetic study of steam catalytic cracking ofnaphtha onaFe/ZSM-5 catalyst

نکات برجسته

• ما یک مدل سینتیکی جدید برای توصیف شکست کاتالیستی بخار نفتا را ایجاد کردیم.
• ثوابت سرعت و پارامترهای مدل با داده های تئوری و تجربی تخمین زده می شوند.
• کاهش زمان ماند برای تولید اولفین های سبک مطلوب است.
• هرچه دمای واکنش بالاتر باشد، بیشینه کل اولفین های سبک بزرگ تر می شود.
• نتایج نشان می دهد که تطابق خوبی بین مدل جدید و داده های تجربی است.

خلاصه :

یک مدل سینتیکی شش توده ای [1] برای توصیف شکست کاتالیستی بخار نفتا روی کاتالیست آهن/ZSM5 بیان شده است. مدل سینتیکی شامل 20 پارامتر سینتیکی و یکی برای غیر فعال سازی کاتالیست است. مدل غیر فعال سازی کاتالیست توسط یک تابع نمایی وابسته به زمان در جریان[2] توصیف شده است. ثوابت سرعت مدل سینتیکی با تحلیل رگرسیون حداقل مربعات داده های تجربی تخمین شده می شود، داده هایی که در یک راکتور بستر ثابت در دماهای 620، 650 و 680 درجه سانتی گراد به دست آمده است. فاکتورهای پیش نمایی و انرژی های ظاهری فعال سازی سپس بر اساس معادله آرنیوس محاسبه می شود. نتایج شبیه سازی شده نشان می دهد که این مدل می تواند به خوبی راندمان محصولات شکست کاتالیستی بخار نفتا را پیش بینی کند. راندمان اتیلن با دمای واکنش افزایش می یابد، در حالی که راندمان های پروپیلن و همه اولفین های سبک از مقدار بیشینه عبور می کند. نتایج پیش بینی شده نشان می دهد که شکست کاتالیستی بخار نفتا در دمای بالا و زمان ماند کم خوراک، بهتر صورت می گیرد.

کلید واژه ها: مدل سازی سینتیک ، توده ، بخار نفتا ، ترک کاتالیزوری

1-معرفی

اولفین های سبک، اتیلن و پروپیلن به طور تجاری از طریق شکست بخار هیدروکربن های متعدد به ویژه شکست دهنده[3] بخار نفتا تولید می شوند. [1] با این حال، این فرآیند نمی تواند تقاضای فزاینده جهانی برای اولفین های سبک را به ویژه برای پروپیلن برطرف کند. علاوه بر این، این امر با انرژی زیاد معرفی و تنظیم انعطاف پذیری کمتر توزیع محصولات مواجه است. از سوی دیگر، شکست کاتالیستی بخار یک فرآیند شکست هیدروکربن ها به اولفین های سبک در دماهای معتدل در حضور بخار روی یک کاتالیست است که می تواند به عنوان یک جایگزین امیدوارکننده برای شکست بخار در نظر گرفته شود. [2] شکست کاتالیستی بخار انواع مختلف صنعتی هیدروکربن ها روی کاتالیست های ZSM5 انجام می شود. در همین حال، نفت یکی از جذاب ترین مواد اولیه برای تولید اولفین های سبک از طریق شکست کاتالیستی بخار است. این می تواند مزیت امکانات فعلی دانست که برای شکست بخار به کار می روند. زئولیت های ZSM5 به طور گسترده ای در واکنش های مختلف از قبیل شکست، ایزومریزاسیون، عطرسازی هیدروکربن با توجه به فعالیت آن ها، انتخاب شکل و سطح مقطع زیاد مورد بررسی قرار می گیرند. اصلاحات مختلف عنصر برای بهبود انتخاب پذیری آن ها به اولفین های سبک در واکنش های شکست، صورت می گیرد. Xiaoning و همکاران [3] یک مطالعه گسترده روی اصلاحات عنصر خاکی کمیاب انجام دادند. ( لانتان، سریم، پرازئودیمیم، نئودیمیم، ساماریم، یوروپیوم، گادولینیم). آن ها دریافتند که سریم/ZSM5 و نئودیمیم/ ZSM5 دارای بهترین عملکرد کاتالیستی برحسب بالاترین عملکرد اولفین (57.2% وزنی) و پروپیلن (25.9%) در دمای واکنش 600 درجه سانتی گراد هستند. Lu و همکاران [4] اثر اصلاح آهن روی عملکرد کاتالیستی HZSM5 در شکست کاتالیستی ایزوبوتن را بررسی کردند. آن ها HZSM5 را با مقادیر مختلف آهن ( 0 تا 0.33 میلی مول بر گرم) آغشته کردند. بالاترین میزان تبدیل (99.1%) و کل اولفین های سبک (67.5% وزنی) به ترتیب با 0.01 و 0.041 میلی موب بر گرم اصلاح آهن به دست می آید. فعالیت شکست کاتالیستی با افزایش میزان بارگیری آهن، کاهش می یابد. آن ها دریافتند که بارگیری آهن، اسیدیته HZSM5 را که با فعالیت شکست کاتالیستی مرتبط است، اصلاح می کند. در مطالعه دیگر [5] آن ها عملکرد کاتالیستی آهن/ HZSM5 و کروم/ HZSM5 با نسبت های سیلیس به آلومینیوم متفاوت را مقایسه کردند. کروم/HZSM5 با نسبت سیلیس به آلومینیوم بالاتر (150) در بالاترین راندمان اولفین های سبک (63.2% وزنی) و درصد تبدیل (99.9%) در 600 درجه حاصل می شود. آن ها بیان کردند که آهن و سریم، فعالیت کاتالیستی را به دو طریق افزایش می دهد: با اصلاح اسیدیته HZSM5 و هیدروژن زدایی ایزوبوتان و تبدیل به ایزوبوتن که به راحتی به اولفین های سبک شکسته می شود. تیتانیوم و آهن در HZSM5 با هم وجود دارند و تقابل آن ها در شکست کاتالیستی نفت سنگین توسط Li و همکاران [6]بررسی شده است. آهن، کاهش یون های  را تسهیل می کند که متعاقباً سرعت انتقال الکترون را افزایش می دهد. در 625 درجه سانتی گراد، بازده های اتیلن و پروپیلن روی آهن-تیتانیوم/  HZSM5 به ترتیب 4.6 و 10 درصد است که بالاتر از HZSM5 اصلاح شده با آهن یا تیتانیوم است.

مطالعه سینتیک یکی از مهم ترین جنبه های فرآیندهای کاتالیستی است. مدل سازی و شبیه سازی راکتور، پیش بینی توزیع محصولات و در نهایت بهینه سازی شرایط عملیاتی برای کاربردهای صنعتی، بایستی انجام شود. چندین مدل سینتیکی برای شکست کاتالیستی پروپان [7]، نفت گاز[4] [8] و حتی نفت سنگین [9] برای تولید الوفین های سبک در دسترس است. Xiang-hai و همکاران [10] یک مدل سینتیکی پنج توده ای برای شکست کاتالیستی نفت سنگین ارائه کردند. خوراک به عنوان یک توده در نظر گرفته می شود چون یک پس ماند پارافینی اتمسفریک مورد استفاده قرار گرفته است. اولفین های سبک نیز به عنوان یک توده در نظر گرفته می شود که آن ها محصولات شکست کاتالیستی هستند. سایر محصولات گازی ( هیدروژن، متان، اتان، پروپان و …) در یک گروه جدا از هم بودند.

[1] Six-lump

[2] Time-on-stream

[3] Cracker

[4] Oil gas

توجه:

• برای دانلود فایل word کامل ترجمه لطفا با استفاده از گزینه افزودن به سبد خرید بالا اقدام فرمایید.
• پس از خرید بلافاصله لینک دانلود فایل برای شما ایمیل خواهد شد.