جلسه دفاع از رساله: آقای علی پالیزدار: مهندسي فرآیند
 خلاصه خبر: ارتقاء کاتالیستی کیفیت زیست¬سوخت حاصل از پیرولیز زیست¬توده با استفاده از کاتالیست زئولیتی مزوحفره اصلاح شده
چکیدهاهمیت روزافزون استفاده از منابع انرژی جایگزین برای تأمین سوخت در اثر شرایط نامطلوب زیست-محیطی و نیز محدودیت منابع فسیلی، سبب روند رو به رشد تولید سوخت¬های زیستی، از جمله زیست-سوخت حاصل از پیرولیز زیست¬توده لیگنوسلولز (Bio-oil) در آینده نزدیک خواهد شد. پژوهش حاضر، با هدف ارائه یک کاتالیست مناسب برای ارتقاء کاتالیستی کیفیت این محصول هیدروکربنی انجام شده است. بدین¬منظور عملکرد زئولیت HZSM-5 سلسله¬مراتبی اصلاح شده با فلزات آهن و روی در فرآیند اکسیژن¬زدایی از Bio-oil بررسی گردید. نتایج آزمون¬های تعیین مشخصات کاتالیست¬ها نشان داد افزودن حفرات مزو به ساختار میکروحفره زئولیت پایه، ضمن حفظ بلورینگی ساختار، سطح و حجم مزوی آن را افزایش و چگالی و قدرت سایت¬های اسیدی قوی را کاهش می¬دهد. این تغییرات، با افزودن فلز به ساختار سلسله¬مراتبی ادامه می¬یابد. نتایج آزمایش¬های پیرولیز حرارتی زیست¬توده نشان داد دو متغیر دما و دبی گاز بی¬اثر و همچنین برهم¬کنش میان آنها در بازده محصول مایع مؤثر بوده و بالاترین بازده (%86/46) در دمای °C 500 و دبی حجمی ml/min 100 حاصل شد. به دلیل درصد بالای اکسیژن Bio-oil پیرولیز حرارتی، در ادامه پژوهش، از نمونه¬های کاتالیستی تهیه شده برای ارتقاء کیفیت Bio-oil تا سطحی که بتوان آن را به جریان خوراک واحد FCC اضافه نمود، استفاده شد. زئولیت میکروحفره اثر قابل توجهی بر بهبود کیفیت Bio-oil داشت و این اثر با افزایش نسبت کاتالیست به زیست¬توده بهبود یافت. بالاترین مقدار ضریب ارتقاء (54/0) در نسبت 4/0 به دست آمد. با این حال به دلیل ساختار حفرات زئولیت، تبدیل بسیاری از ترکیبات اکسیژن¬دار بزرگ (با قطر معادل بزرگتر از Å 8) موجود در Bio-oil اندک بود. با ایجاد ساختار سلسله‌مراتبی در زئولیت، دسترسی این ترکیبات به حفرات زئولیت بهبود یافته و تبدیل آنها افزایش یافت. نتایج نشان داد نسبت کاتالیست به زیست¬توده و تخلخل مزو به همراه برهم¬کنش میان آنها متغیرهای تأثیرگذار بر ضریب ارتقاء Bio-oil می¬باشند. بهترین ضریب ارتقاء (7353/0) در نسبت 4/0 و تخلخل M 5/0 (نمونه MZ5) حاصل شد. با وجود عملکرد مناسب این نمونه، از آنجا که بازده کک آن بالاتر بود (wt% 98/7)، یک مرحله اصلاح با فلزات آهن و روی با هدف تنظیم توزیع سایت¬های اسیدی آن انجام شد. نتایج نشان داد که نمونه¬های با درصد بارگذاری wt% 2 (به ویژه نمونه حاوی فلز روی)، به دلیل کاهش سایت¬های اسیدی قوی و ایجاد سایت¬های اسیدی ضعیف جدید، گزینش¬پذیری پایین¬تری در تولید محصولات نامطلوب همچون PAHها داشته و واکنش¬های مطلوبی همچون کتونی شدن کربوکسیلیک¬اسیدها را تقویت می¬نمایند. همچنین، کنترل مناسب توزیع سایت¬های اسیدی در عین حفظ تقریبی دسترسی مولکول¬های بزرگ به سایت¬های فعال سبب شد نمونه-های MZFe2 و MZZn2، بازده کک را به ترتیب تا %22 و %15 و دمای اکسایش آن را تا %24 و %15 نسبت به زئولیت سلسله¬مراتبی بهینه کاهش دهند. 27 آذر 1398 / تعداد نمایش : 1323
|