بررسي تأثير اصلاح پسا تهيه زئوليت هاي فوجاسيت (X, Y) بر عملكرد كاتاليست فرايند گوگرد زدايي هيدروژني گازوئيل

The effect of post-synthesis modification of Faujasite zeolites (X, Y) on the catalytic performance of diesel hydrodesulfurization process

براي دستيابي به اسيدينگي و حجم مزوحفره ­هاي بيشتر در ­زئوليت­ هاي فوجاسيت كه نقشي مهم در كاتاليست ­هاي فرايند گوگردزدايي هيدروژني (HDS) دارند، روش اصلاح پسا تهيه (آلومينيم ­زدايي) با روش­هاي اسيد­شويي (با H4EDTA) و گرمادهي به­ كارگرفته­ شد. نمونه ­هاي اصلاح‌شده در تهيه كاتاليست HDS برپايه آلومينا استفاده ­شدند. براي بررسي ويژگي­هاي فيزيكي- شيميايي نمونه ­ها، روش­هاي پراش پرتو ايكس (XRD)، طيف­سنجي جذب اتمي (AAS)، طيف­سنجي فروسرخ تبديل فوريه (FTIR)، ميكروسكوپي الكتروني پويشي گسيل ميداني (FESEM)، واجذب برنامه­ ريزي­ شده دمايي آمونياك (NH3-TPD) به­ كارگرفته ­شدند. جذب اتمي، افزايش نسبت سيليكون به آلومينيم در نمونه­­ هاي اصلاح‌شده را نشان داد. در زئوليت­هاي Na-Y و Na-X نسبت Si/Al به­ترتيب از مقادير اوليه 2/27 و 1/2 پس از آلومينيم ­زدايي به 7/8 و 2/2 افزايش پيدا كرد. فرايند آلومينيم ­زدايي منجر به خروج آلومينيم‌هاي ساختاري زئوليت­ها و افزايش اسيدينگي شد. در طي فرايند آلومينيم ­زدايي، اسيدينگي زئوليت Na-Y از 0/72 به mmol NH3/g 1/96 و در زئوليت Na-X اسيدينگي از 0/32 به mmol NH3/g 0/95 افزايش پيدا كرد. مساحت سطح و حجم حفره‌هاي نمونه­ ها با روش­هاي BET و BJH تعيين شدند. پس از آلومينيم­ زدايي، مساحت سطح نمونه ­ها كاهش و حجم مزو حفره ­هاي آن­ها افزايش يافت. نتيجه­ هاي به­ كارگيري كاتاليست­ها در فرايند گوگردزدايي هيدروژني نشان داد كه كاتاليست­هاي تهيه­‌شده عملكرد بهتري در حذف تركيب­ هاي گوگردي داشتند و با افزايش اسيدينگي حذف تركيب­هاي گوگردي افزايش پيدا كرد، به ­طوري­كه در حضور كاتاليست Cat-De-Y كه بيشترين اسيدينگي را داشت، مقدار حذف گوگرد (تبديل 89 %) بود.

Faujasite zeolites are considered as the main and important component of catalysts of hydrotreating process; In order to zeolites to be achieved higher acidity and volume of mesopores, post-synthetic modification method (dealumination) with different techniques such as: acid treatment (H4EDTA) and thermal (calcination) was used. The dealumination process, while maintaining the crystal lattice of zeolite, led to exit of structural aluminum of zeolite and increase of acidity. NH3-TPD, BET, FESEM, FT-IR, AAS, XRD analyzes were used to investigate the physicochemical properties of zeolite. Atomic adsorption analysis shows an increase in the ratio of silicon to aluminum in the modified zeolite that in the De-Y and De-X zeolites, the Si/ Al ratio increased from 2.27 and 1.2 to 7.8 and 2.2 from the initial values, respectively. Measurement of surface area of zeolite and pore volume were performed by BET and BJH methods; decrease in surface area and increase in mesopore volume in modified zeolites is evident. During the dealumination process, acidity of De-Y zeolite increased from 0.72 mmol NH3 /g to 1.96 mmol NH3 /g and in De-X zeolite, the acidity increased from 0.95 mmol NH3/ g to 0.32 mmol (Na-X). Modified zeolites were used in the synthesis of HDS catalyst. The results showed that the synthesized catalysts had a better performance in removing sulfur compounds and by increasing acidity, the removal of sulfur compounds increased so that Cat-De-Y catalyst has the highest acidity and sulfur removal rate (Conversion= 89%).