مطالعه اثر پارامترهاي عملياتي در فرآيند هيدروايزومريزاسيون نرمال‌پنتان در حضور نانوكاتاليست Pt/ZSM-5

Effect of Reaction Conditions on Hydroisomerization of n-Pentane over Pt/ZSM-5 Nanocatalyst

در پژوهش حاضر، فرآیند هیدروایزومریزاسیون نرمال‌پنتان بر روی نانوكاتالیست سنتزی Pt/ZSM-5 انجام شد و اثر پارامترهای عملیاتی از قبیل دما، فشار و نسبت هیدروژن به هیدروكربن مورد بررسی قرار گرفت. مشاهده شد كه به دلیل گرمازا بودن این فرآیند، افزایش دما تاثیر نامطلوبی بر انتخاب‌پذیری ایزوپنتان دارد. هم‎چنین مطابق انتظار، با افزایش فشار، بازده فرآیند ایزومریزاسیون افزایش می‎یابد كه می‎توان علت این پدیده را كاهش واكنش‎های هیدروكراكینگ به دلیل افزایش فشار دانست. یكی دیگر از پارامترهای موثر در ایزومریزاسیون آلكان‎های خطی، نسبت هیدروژن به هیدروكربن است كه در این تحقیق اثر آن در دو بخش نسبت‌های بالا و پایین مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد كه در نسبت‌های پایین هیدروژن به هیدروكربن، با افزایش این نسبت، به دلیل اشغال سایت‎های فعال توسط هیدروژن، درصد تبدیل كاهش می‌یابد. در حالی كه با هیدروژناسیون آلكن‌های سطحی و درنتیجه كاهش واكنش‎های كراكینگ، انتخاب‎پذیری نسبت به ایزوپنتان افزایش می‌یابد. در مقادیر بالای هیدروژن به هیدروكربن، تغییرات این نسبت تاثیری بر انتخاب‎پذیری نسبت به ایزوپنتان ندارد و تنها منجر به كاهش اندك در درصد تبدیل نرمال‌پنتان می‌‌شود  

  The effect of operating conditions such as temperature, pressure, and H2/nC5 molar ratio on the hydroisomerization of n-pentane over Pt/ZSM-5 was investigated. It was found that, because of increasing the cracking reactions, by increasing temperature the n-pentane conversion was incremented, but the selectivity towards iso-pentane was decreased. Furthermore, an increase in pressure had a desirable influence on the n-pentane conversion and iso-pentane selectivity. The other important parameter studied in the current work is H2/nC5 molar ratio. The results showed that at the low ratios of H2/nC5, conversion was decreased with increasing this ratio, since the active sites was occupied with hydrogen. On the other hand, the hydrogenation of surface alkanes resulted in decreasing the cracking reactions and consequently increasing the selectivity towards iso-pentane. At the higher ratios of H2/nC5, increasing hydrogen amount had no effect on the selectivity and led to a low decrease in the n-pentane conversion.