بهبود خواص كاتاليستي زئوليت ZSM-5 در فرايند تبديل متانول به بنزين از طريق توسعه مزوپوروسيتي تحت شرايط بهينه با استفاده از باز آلي

تبديل كاتاليستي متانول به بنزين (MTG)، يك جايگزين جذاب براي تهيه سوخت از منابع كم ارزش و تجديدپذير است. متانول از گازهاي سنتزي و گازهاي سنتزي از ذغال سنگ، گاز طبيعي، زيست توده و حتي پسماندهاي صنعتي به دست مي آيند. واكنش تبديل متانول به هيدروكربن ها (MTH) توسط زئوليت هاي اسيد برونشتد و مواد زئوليت مانند كاتاليز مي شود. فعاليت، گزينش پذيري و سرعت غيرفعال شدن كاتاليست هاي زئوليتي در فرايند MTG به متغيرهايي مانند مساحت سطح ويژه، تعداد و قدرت سايت هاي اسيدي و سايز كريستال و حفره بستگي دارد ]1[. با وجود نقش موثر ميكروحفرات در فراهم كردن گزينش پذيري، اين ميكروحفرات سبب محدوديت هاي نفوذي، تشكيل زودهنگام كك و كاهش طول عمر كاتاليست مي شوند ]2[، در نتيجه تهيه زئوليتي با شبكه ميكروحفره كريستالين به صورت تركيبي با ساختار مزوحفره، سبب افزايش چشمگير كارايي كاتاليستي در واكنش MTG مي شود. در تحقيق پيش رو، سنتز نانوزئوليت ZSM-5و اصلاح آن از طريق فرايند سيليس زدايي جهت بهبود كارايي كاتاليستي در فرايند تبديل متانول به بنزين ارائه مي شود. ابتدا زئوليت ميكروحفره ZSM-5 سنتز شد و پس از فرايند كلسينه شدن، جهت تشكيل مزوحفره تحت فراوري قليايي با باز آلي تترامتيل آمونيوم هيدروكسيد TMAOH قرار گرفت. خصوصيات كاتاليست اوليه و تاثير فراوري قليايي با باز آلي بر روي مشخصات حفره، كريستاليتي، مورفولوژي و اسيديته ي كاتاليست با استفاده از نتايج حاصل از روش هاي آناليز جذب و واجذب نيتروژن، XRD، SEM و NH3-TPD بررسي شدند. نتايج نشان داد در فراوري قليايي تحت شرايط بهينه (M 0/15 ازTMAOH )، مساحت سطح ازm2g-1 340 در زئوليت اوليه به m2g-1 360 و اندازه حفره از nm 2/1 در زئوليت اوليه به nm 3/5 در زئوليت فراوري شده افزايش يافت. كاتاليست فراوري شده پس از تعويض يوني براي فرايند تبديل متانول به هيدروكربن در راكتور بستر ثابت در دماي °C390 وh-1 WHSV=4 مورد استفاده قرار گرفت. افزايش مساحت سطح در دسترس كاتاليست سبب افزايش ميزان تبديل متانول (اكتيويته) از 85% به بيش از 95% به مدت 20 ساعت شد. همچنين افزايش نسبت مزوحفره به ميكروحفره و كاهش غلظت كل سايت هاي اسيدي در كاتاليست فراوري شده، سبب افزايش طول عمر كاتاليست به ميزان 15% و افزايش توليد هيدروكربن هاي آروماتيكي به ميزان 10% نسبت به نانوزئوليت ZSM-5 اوليه شد.