Tổng hợp và đặc trưng vật liệu xúc tác cho phản ứng chuyển hóa LPG thành Olefin nhẹ

Các oxit kim loại chuyển tiếp như V2O5 hoặc TiO2 mang trên vật liệu mao quản trung bình hoặc vật liệu vi mao quản là các hệ vật liệu có tính oxy hóa khử phân tán trên nền có diện tích bề mặt lớn làm xúc tác cho quá trình oxy dehydro hóa ankan thành anken từ nguồn LPG sẵn có và rẻ tiền thành các sản phẩm có giá trị hơn đang được quan tâm sâu sắc. Báo cáo đề cập chi tiết đến quá trình tổng hợp và đặc trưng các hệ xúc tác V2O5/MCM-48 và TiO2/ZSM-5, bước đầu thảo luận kết quả thu được của quá trình chuyển hóa LPG thành các olefin nhẹ.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tổng hợp và đặc trưng vật liệu xúc tác cho phản ứng chuyển hóa LPG thành Olefin nhẹ 58 Tong hop va die trung vat lieu xuc tic cho phan dng... TONG HOP VA DAC TRlTNG VAT LIEU XUC TAC CHO PHAN iTNG CHUYEN HOA LPG THANH OLEFIN NHE Le Thanh Son, Ngd Kim Thanh Pham Thj Hdng Diic, Hoang Hiep Trudng Dgi hpc Khoa hpc Ttr nhien TOM TAT Cdc oxit kim logi chuyen tiep nhu V2OS hoae Ti02 mang tren vat lieu mao qudn trung binh hodc vdt lieu vi mao qudn la cdc he vdt lieu cd tinh oxy hod khic phdn tdn tren nen cd dien tich be mat lan ldm xuc tdc cho qud trinh oxy dehydro hod ankan thdnh anken tic ngudn LPG sdn cd vd re tien thdnh cdc sdn phdm cd gid tri han dang duac quan tdm sdu sdc. Bdo cdo de cap chi tiet den qud trinh tdng hap vd ddc trung cdc he xiic tdc V20j/MCM-48 vd Ti02/ZSM-5, buac ddu thdo ludn kit qud thu duac cua qud trinh chuyen hod LPG thdnh cdc olefin nhe. MODAU Khi hoa Idng (LNG) va khi dau Idng (LPG) dugc dua vao sir dyng mdt each phd bien tren the gidi mudn hon rat nhieu so vdi cac nhien lieu dau md khae nhu xang, dau DO, FO nhung lai cd tdc do phat trien rat manh me tren khap the gidi vdi mirc tang trudng ve san xuat va tieu thy khi deu rat cao do nhiing uu viet cua nhien lieu ly tudng nay cho theky mdi [1]. Tren the gidi, LPG da trd thanh ngudn nhien lieu thdng dyng trong cdng nghiep va dan dyng. Dac biet, LPG cd img dyng quan trgng trong hoa dau - la nguyen lieu cho steam cracking, oxy hoa butan thanh anhydrit maleic, dehydro hoa propan thanh propylen va reforming thanh hydrocarbon thom . Cdng nghiep khi va thj trudng khi Viet Nam dang bude vao giai doan phat triln nhanh chdng. San lugng khi md Bach Hd la 4 trieu mVngay va Nam Cdn Son la 20 trieu mVngay. Khi dau Idng LPG tir nha may Dinh Cd cd san lugng 340.000 tin/nam va nha may lge dau sd 1 cd san lugng khoang 250.000 tan/ nam [5]. Do nhu cau sir dyng olefin ngay cang gia tang dan den sy quan tam, nghien ciiu sau qua trinh oxy dehydro hoa ankan thanh anken tir ngudn LPG san cd va re tiln thanh cac san pham cd gia trj hon. Vat lieu mao quan trung binh vdi dudng kinh Id tir 20 den 100A° duge sir dung lam chat hap phy va chat xiic tac. MCM-48 cd cau true lap phuang, thudc nhdm khdng gian Ia3d. He thdng mang khdng gian ba chieu dan xen nhau cua cae kenh trong MCM-48 dugc coi la nguyen nhan lam giam bdt viec nghen cac kenh dan khi nd dugc sir dyng lam chat hap phu hay chat mang xiic tac. Tuygn tap bao cio Hpi nghj KHCN 30 nim Dau khi Vift Nam: Co hpi mdi, thach thde mdi 59^ ZSM-5 la zeolit cd ham lugng Si cao, xiic tac cho nhilu qua trinh tdng hgp him co hoa diu quan trgng. ZSM-5 thudng dugc tdng hgp bing phuong phap sol-gel sir dyng chit tao ciu triic. Mac dii chit tao ciu tnic ddng vai trd quan trgng, song ed nhieu nhugc diem nhu dat tiln, ddi hdi qua trinh phan buy nhiet sau tdng hgp, gay d nhiem mdi trudng. Vi vay, viec tdng hgp zeolit ZSM-5 khdng diing chat tao catr-triic dugc quan tam hon. V2O5 va Ti02 la cac oxit kim loai chuyen tiep mang tren vat lieu ke tren se tao ra cac he xuc tac cd tinh oxy hoa khir phan tan tren nen cd dien tich be mat ldn cho phan iing oxy dehydro hoa ankan thanh olefin. THUC NGHIEM 1. Tdng hop V2O5/MCM-48 a. Ngudn nguyen lieu - Dung djch thuy tinh Idng 10%) (Si/AI = 1,5) - Chit boat ddng bl mat trung tinh: C|2H25(C2H40)40H [C,2(EO)4] - Chat boat ddng be mat cation: Cetyl Trimetyl Amoni Bromua (CTABr) Vanadi pentoxit V2O5 - Axitoxalic C2H2O4 b. Phuang phdp tdng hap Hoa tan 52,08g CTABr va 9,04g C,2(EO)4 trong 765g nude cit. 500g dung dich Na2Si03 10%) dugc rdt vao dung djch chat boat ddng be mat chira trong Ig polypropylen va dugc lac manh trong vai phiit. Sau do hdn hgp dugc khuay 30 phut. Hdn hgp phan ung dugc giir d IOO°C trong I2h. Sau dd hdn hgp dugc lam lanh den nhiet do phdng va dieu chinh pH tdi 10 bang dung djch axit axetic 30%). Hdn hgp dugc ddt ndng lan nira tdi 100°C trong 24h. Lge kit tiia, rira bing dung djch hon hgp HCI va EtOH, nung d 550°C trong 4h [2, 6]. MCM-48 dugc tam dung dich vanadi oxalat (dieu che bang each hoa tan V2O5 vao axitoxalic) cd ham lugng da tinh toan dugc bd sung nude vira dii udt vdi MCM-48, trdn ky d nhiet do phdng, say d 100°C trong 24h va nung d 500C trong 4h. 2. Tdng hop Ti02/ZSM-5 a. Ngudn nguyen lieu - Thuy tinh Idng (Viet Nam) I I,I6%Na20; 3I,l%Si02 (d = l,357g/ml) - Al2(S04)3.18H2O, H2S0498%, (Trung Quoc) - Mim zeolit ZSM-5 (Phap) cd ty le Si/AI = 50 b. Ph uang ph dp tdng h pp H2SO4 98% dugc pha loang 70 lan va hda tan Al2(S04)3.I8H20. H2SO4 da pha loang dugc them tir tir ddng thdi vdi qua trinh khuiy va gia nhiet vao thiiy tinh Idng dl dilu chinh pH. Sau dd, cho tir tir dung d ...