تاثير كبالت در كاهش فعاليت آلومينيوم هاي همسايه در شبكه زئوليت ZSM-5 و نقش آن در افزايش توليد اولفين هاي سبك در شكست كاتاليستي سوخت LPG

Effects of cobalt in activity reduction of close aluminums in the HZSM-5 framework and its role in enhancing light olefins production in Catalytic cracking of LPG fuel

در اين تحقيق، زئوليت HZSM-5 به روش هيدروترمال سنتز شد و با استفاده از كبالت، اصلاح گرديد. زئوليت هاي HZSM-5 و Co/HZSM-5 به منظور بررسي توزيع محصولات در واكنش شكست كاتاليستي سوخت LPG مورد استفاده قرار گرفته است. كاتاليست هاي تهيه شده با استفاده از آناليزهاي XRD، SEM، BET، XRF و NH3-TPD مشخصه يابي شدند. نتايج آناليز NH3-TPD نشان داد كه اسيديته كاتاليست اصلاح شده Co/HZSM-5 نسبت به HZSM-5كم تر است. توزيع آلومينيوم شبكه زئوليت HZSM-5 با استفاده از آناليز شيميايي XRF و UV-Visible بازتابي تعيين شد. نتايج نشان داد كه سهم آلومينيوم هاي همسايه و آلومينيوم هاي منفرد در شبكه زئوليت به ترتيب 28/6 و 71/4 درصد بوده است. بازده اولفين هاي سبك در شكست كاتاليستي سوخت LPG توسط زئوليت اصلاح شده با كبالت (48/1 درصد) نسبت به زئوليت HZSM-5 (45/4 درصد) بالاتر بوده است. همچنين، بازده محصولات سنگين C5+، ميزان كك تشكيل شده و نرخ غيرفعال شدن براي كاتاليست Co-HZSM-5 نسبت به زئوليت اصلاح نشده پايين تر است.

In this investigation, HZSM-5 zeolite with AlCl3 as aluminum source were synthesized by hydrothermal method and modified with cobalt. HZSM-5 and Co/HZSM-5 zeolites were used to investigate the product distribution in LPG fuel cracking. The prepared catalysts were characterized by XRD, FTIR, SEM, BET, XRF, NH3-TPD and Al MAS NMR analyses. The results of NH3 -TPD showed that the acidity of Co/HZSM5 zeolite was lower than HZSM-5. Aluminum distribution in the framework of HZSM-5 was determined by chemical analysis of XRF and reflectance UV-Visible analysis. The results indicated that the proportion of close Al atoms and single Al atoms in the zeolite framework was 28.6% and 71.4%, respectively. The obtained olefin yield for Co/HZSM-5 (48.1%) was higher than HZSM-5 (45.4%) in catalytic cracking of LPG fuel. The yield of C5+ heavy products, formed coke and deactivation rate for Co/HZSM-5 catalyst were lower than unmodified HZSM-5.