علیرضا صلابت

در این تحقیق ابتدا نانو کاتالیست های ناهمگن بر پایه آلومینا/ سیلیکا سنتز شد و سپس این کاتالیست ها در واکنش تبدیل ارتوزایلن به فتالیک انیدرید و واکنش اکسیداسیون انتخابی گلیسیرین مورد استفاده و ارزیابی قرار گرفتند. هردو واکنش گرمازاست و همین عامل باعث ایجاد مشکلاتی در پایداری و تغییر در عملکرد و فعالیت کاتالیست ها شده است. در این تحقیق جهت تهیه کاتالیست های مورد استفاده در این فرآیندها، برای اولین بار از روش تلقیح استفاده شد. ابتدا پایه های کاتالیستی شامل γ-Al2O3 و ZSM-5 به ترتیب با روش های همرسوبی و هیدروترمال تهیه شدند. سپس نانوذرات وانادیوم، وانادیوم- فسفر به عنوان فلز فعال برروی پایه ها قرار داده شدند. کاتالیست های V2O5/γ-Al2O3 و V2O5/HZSM-5 و VPO/HZSM-5 با آنالیزهای DR-UV-vis و SEM، FT-IR، XRD، TPD-NH3، BET، TG-DTA مورد بررسی قرار گرفتند و مشخص شد که با افزایش بارگذاری وانادیوم برروی پایه، مقدار سایت های اسیدی برونستد و لوییس، تشکیل تک لایه بر روی پایه و اندازه ذرات وانادیوم و فعالیت آن ها تغییر میکند. بررسی پارامترهای مختلف مانند دبی اکسیژن، دما، دبی خوراک، مقدار کاتالیست، غلظت خوراک، در فاز گازی در راکتور پیوسته بستر ثابت انجام شد و مشخص گردید که مقدار محصولات جانبی برای هر فرایند به این عوامل بستگی دارد. همچنین مقایسه نتایج تئوری از روش طراحی آزمایش با نتایج تجربی نشان داد که مدل های ارائه شده، توانایی خوبی برای پیش بینی فرایند دارند. در ادامه مشخص شد که نانوذرات وانادیوم تهیه شده به روش تلقیح با پراکندگی خوبی بر روی پایه های کاتالیستی آلومینا و زئولیت قرار گرفتند. همچنین پایداری کاتالیستی آن ها در طول واکنش، مقدار کک زدگی و زمان غیرفعال شدن نمونه ها و نوع کک در شرایط فرایندی مختلف با استفاده از سیستم راکتوری پیوسته بستر ثابت در دما، دبی گاز ورودی، دبی خوراک ورودی متفاوت و فشار ثابت 1 اتمسفر نیز بررسی شد و در نهایت کاتالیست با درصد وزنی 80/14 از جزء فعال V2O5بر روی پایه آلومینا، با GHSV برابر 6/268 برساعت، در دمای 286 درجه سانتیگراد منجر به تولید آکرولئین با بازده 73 درصد گردید. همچنین نتایج برای کاتالیست V2O5/H-ZSM-5 نشان داد که نسبت وانادیوم منفرد به پلیمری در توزیع محصولات تاثیرگذار است و در دمای 300 درجه سانتیگراد و GHSV برابر 240 برساعت، آکرولئین و آکریلی