NGUYỄN BÌNH PHƢƠNG BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN BÌNH PHƢƠNG KỸ THUẬT HÓA HỌC NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN CÔNG NGHỆ ĐẾN HOẠT TÍNH VÀ ĐỘ CHỌN LỌC XÚC TÁC TRONG PHẢN ỨNG OXITIVE CRACKING PHÂN ĐOẠN DẦU MỎ NẶNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT HÓA HỌC KHÓA 2014B Hà Nội – Năm 2016 a BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN BÌNH PHƢƠNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN CÔNG NGHỆ ĐẾN HOẠT TÍNH VA ĐỘ CHỌN LỌC XÚC TÁC TRONG PHẢN ỨNG OXITIVE CRACKING PHÂN ĐOẠN DẦU MỎ NẶNG Chuyên ngành: Kỹ thuật Hóa học LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT HÓA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Lê Văn Hiếu Hà Nội – Năm 2016 b LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Lê Văn Hiếu tận tình hƣớng dẫn giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn Thầy, Cô giáo Bộ môn CN Hữu – Hóa dầu, Viện Kỹ thuật Hóa học Thầy, Cô, bạn bè đồng nghiệp Phòng thí nghiệm Công nghệ lọc hoá dầu Vật liệu xúc tác hấp phụ, Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi cho em trình thực luận văn Em xin đƣợc cảm ơn Ban giám hiệu, Khoa Hóa học Trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt thời gian thực đề tài nghiên cứu Cuối cùng, xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới gia đình, ngƣời thân bạn bè giúp đỡ, động viên em trình nghiên cứu, thực đồ án tốt nghiệp Hà Nội, ngày 28 tháng 01 năm 2016 Tác giả Nguyễn Bình Phƣơng c LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu luận văn khoa học Các kết nghiên cứu luận văn hoàn toàn trung thực, số liệu, tính toán đƣợc hoàn toàn xác chƣa đƣợc công bố công trình nghiên cứu d MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN c LỜI CAM ĐOAN d DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU g DANH MỤC BẢNG BIỂU h DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ i MỞ ĐẦU PHẨN : TỔNG QUAN 1.1 QUÁ TRÌNH CRACKING XÚC TÁC 1.1.1 Cơ sở hóa học 1.1.2 Cơ chế trình cracking xúc tác [ 1;2; 3; 10 ] 1.1.3 Cracking xúc tác hydrocacbon riêng lẻ [ 2; 3; 10 ] 10 1.1.4 Động học trình cracking xúc tác [1; 2; ] 16 1.2 XÚC TÁC 17 1.2.1 Nhiệm vụ nghiên cứu 17 1.2.2 Tổng quan xúc tác 17 1.2.3 Cơ sở khoa học xúc tác 18 1.2.4 Vai trò xúc tác trình cracking xúc tác 19 1.2.5 Các đặc tính xúc tác 21 PHẦN : THỰC NGHIỆM 25 2.1 QUÁ TRÌNH CHẾ TẠO XÚC TÁC 25 2.1.1 Hóa chất sơ đồ chế tạo 25 2.1.2 Phƣơng pháp chế tạo 26 2.1.3 Thực chế tạo xúc tác 27 2.1.4 Kết tẩm 29 2.2 CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƢNG XÚC TÁC [8; 11; 12; 15] 29 2.2.1 Phƣơng pháp nghiên cứu bề mặt riêng BET 29 2.2.2 Phƣơng pháp kính hiển vi điện tử quét SEM 31 2.2.3 Phƣơng pháp quảng phổ nhiễu xạ Rơngen (XRD) [16] 33 2.3 THỰC HIỆN PHẢN ỨNG TRÊN HỆ THỐNG MAT – 5000 [13] 34 2.3.1 Mục đích 34 2.3.2 Phƣơng pháp thực 34 2.3.3 Hệ thống MAT - 5000 35 2.3.4 Ý nghĩa hệ thống MAT - 5000 38 2.3.5 Thiết bị phản ứng 38 2.4 ĐO ĐẶC TRƢNG NGUYÊN LIỆU 39 2.5 THIẾT BỊ PHÂN TÍCH SẮC KÝ KHỐI PHỔ GC/MSn [7; 14;] 40 PHẦN 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 42 3.1 KẾT QUẢ ĐO SEM 42 3.1.1 Hình ảnh đo SEM Fe2O3/SiO2 42 e 3.1.2 Hình ảnh đo SEM củaFe2O3/Al2O3 42 3.1.3 Hình ảnh đo SEM củaFe2O3/FCC 43 3.2 KẾT QUẢ ĐO XRD 44 3.2.1 Kết đo XRD Fe2O3/SiO2 44 3.2.2 Kết đo XRD Fe2O3/Al2O3 46 3.2.3 Kết đo XRD Fe2O3/FCC 49 3.2.4 Nhận xét kết đo XRD 50 3.3 KẾT QUẢ ĐO BỀ MẶT RIÊNG 50 3.3.1 Kết đo bề mặt riêng Fe2O3/FCC 50 3.3.2 Kết đo bề mặt riêng Fe2O3/Al2O3 53 3.3.3 Kết đo bề mặt riêng củaFe2O3/SiO2 56 3.3.4 Nhận xét kết đo bề mặt riêng 58 3.4 THỰC HIỆN PHẢN ỨNG TRÊN HỆ THỐNG MAT – 5000 58 3.4.1 Quy trình thực 58 3.4.2 Phân tích sản phẩm Error! Bookmark not defined KẾT LUẬN 61 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 PHỤ LỤC 64 f DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU Ý nghĩa STT Ký Hiệu ASTM BET Bruanuer – Emmett – Teller BJH Brunauer – Joyner – Halenda BTX Benzen-Toluen-Xylen Cn= ĐHCT FCC Fluid Catalytic Cracking HCO Heavy Cycle Oil HĐBM Hoạt động bề mặt 10 IUPAC International Union of Pure and Applied Chemistry (Hiệp hội hóa học ứng dụng quốc tế) 11 LCO Light Cycle Oil 12 M41S Họ vật liệu mao quản trung bình gồm MCM-41, MCM-48, MCM-50 13 MAT Micro Activity Test (Đánh giá hoạt tính xúc tác quy mô phòng thí nghiệm 14 MCM-41 15 MQTB 16 XRD X-ray Diffraction 17 SEM Scanning Electron Microscopy 18 GCMS American Society for Testing and Materials Hydrocacbon olefin có n cacbon mạch Định hƣớng cấu trúc Mobil Composition of Matter No.41 Mao quản trung bình Gas Chromatography Mass Spectometry g DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Năng lƣợng hoạt hóa hydrocacbon khác Bảng 1.2: Ảnh hƣởng độ dài chuỗi C đến lƣợng hoạt hóa 10 Bảng 1.3: Độ chuyển hóa hydrocacbon parafin khác 11 Bảng 1.4: Độ chuyển hóa hydrocacbon parafin khác dạng mạch 11 Bảng 1.5: Phân bố sản phẩmcracking xúc tác n-hexan Aluminosilicat vô định hình 12 Bảng 2.1 : Tính toán khối lƣợng sắt nitrat thể tích nƣớc cần 28 Bảng 2.2: Bảng khối lƣợng chất mang sắt nitrat đƣợc dùng 28 Bảng 2.3 : Các mẫu xúc tác đƣợc chế tạo 29 Bảng 3.1: Kết chạy phản ứng mẫu xúc tác tiêu biểu 59 h DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Cơ chế giảm hoạt tính độ bền xúc tác Zr02/FeOx vai trò Al2O3 19 Hình 2.1: Sơ đồ trình tẩm 26 Hình 2.2: giao diện hệ thống MAT - 5000 36 Hình 2.3: Thiết bị phản ứng 39 Hình 3.1: Hình ảnh đo SEM 8%- Fe2O3/SiO2 42 Hình 3.2: Hình ảnh đo SEM 12%- Fe2O3/SiO2 42 Hình 3.3: Hình ảnh đo SEM 8%-Fe2O3/Al2O3 42 Hình 3.4: Hình ảnh đo SEM 5%-Fe2O3/FCC 43 Hình 3.5: Hình ảnh đo SEM 8%-Fe2O3/FCC 43 Hình 3.6: Kết đo XRD 8%-Fe2O3/SiO2 45 Hình 3.7: Kết đo XRD 12%-Fe2O3/SiO2 46 Hình 3.8: Kết đo XRD 8%-Fe2O3/Al2O3 48 Hình 3.9: Kết đo XRD 12%-Fe2O3/Al2O3 49 Hình 3.10: Kết đo XRD 12%-Fe2O3/Al2O3sau phản ứng 49 Hình 3.11: Kết đo XRD 10%-Fe2O3/Fcc 50 Hình 3.12: Đồ thị BJH desorption Pore Area 8%-Fe2O3/FCC 53 Hình 3.13 : Đồ thị BJH desorption Pore Area 8%-Fe2O3/Al2O3 56 i MỞ ĐẦU Cracking xúc tác trình biến đổi hợp chất có phân tử lƣợng lớn dầu mỏ dƣới tác dụng xúc tác,nhiệt độ cao để nhận đƣợc sản phẩm nhẹ có giá trị nhƣ xăng,diezen Mục đích trình Cracking xúc tác nhằm biến đổi phân đoạn dầu mỏ có nhiệt độ sôi cao (hay có trọng lƣợng phân tử lớn) thành phân tử có trọng lƣợng bé hơn, chủ yếu cấu tử xăng có chất lƣợng cao Ngoài thu thêm số sản phẩm phụ khác nhƣ gasoil nhẹ, gaziol nặng, sản phẩm khí Quá trình cracking xúc tác thực chất cho tiếp xúc nguyên liệu với xúc tác điều kiện quy định chế độ công nghệ Các phản ứng có lợi xảy nhằm tạo sản phẩm có chất lƣợng tốt, hiệu suất tăng Ở trình này, chủ yếu yêu cầu trị số octan xăng xăng chƣng cất từ dầu mỏ lại có trị số octan không nhƣ mong muốn Quá trình Cracking xúc tác xảy nhiệt độ vừa phải song đạt đƣợc tốc độ phản ứng lớn nhiều so với trình cracking đơn dƣới tác dụng nhiệt độ Quá trình Cracking xúc tác công nghệ quan trọng công nghệ chế biến dầu mỏ Không nhà máy chế biến dầu lại không sử dụng đến trình này.Vì trình để sản xuất xăng vừa có trị số octan cao xuất lớn Qua đóng góp lƣợng lớn xăng ô tô thông dụng cho xã hội nay.Việc tận dụng sản phẩm nặng góp phần giảm bớt áp lực cho ngành khai thác xăng dầu, góp phần bảo vệ tài nguyên thiên nhiên, bảo vệ môi trƣờng, bƣớc nâng cao chất lƣợng sống ngƣời Một yếu tố thiếu trình cracking xúc tác xúc tác Xúc tác hợp chất, hỗn hợp mà thêm vào hỗn hợp phản ứng lƣợng nhỏ thúc đẩy tốc độ phản ứng lên nhiều lần, hàng trăm, hàng ngàn có đạt tới hàng triệu lần Xúc tác có tác dụng: Làm giảm lƣợng hoạt hóa, tăng tốc độ phản ứng Làm giảm nhiệt độ cần thiết phản ứng Tăng tính chất chọn lọc, hƣớng phản ứng theo hƣớng mong muốn Ngày nay, xúc tác công nghiệp FCC đƣợc sử dụng nhà máy lọc hóa dầu chƣa cho phép sử dụng nguyên liệu đầu phần cặn nặng có nhiệt độ sôi cao tới 580 o C, trình cracking xúc tác với nguyên liệu cặn nặng tạo nhiều cốc bám xúc tác, chúng nhanh chóng làm xúc tác hoạt tính, nhanh chóng phá vỡ cấu trúc Bề mặt riêng chất Al2O3 240.666 m2/g, kích thƣớc mao quản trung bình 92.347 Å Nhƣ vậy, ta thấy bề mặt riêng xúc tác giảm so với chất nền, giảm từ 240.666 m2/g xuống 160.6188 m2/g, điều đƣợc giải thích nhƣ sau: mao quản chất mao quản trung bình, đồng đều, nhiều mao quản lớn nhƣ xúc tác FCC, có mặt oxit sắt mao quản chất nền, làm bít kín mao quản trung bình bé, điều làm bề mặt riêng giảm nhanh Vì oxit sắt bít kín mao quản trung bình bé, mao quản lớn nên kích thƣớc mao quản trung bình thay đổi nhiều, tăng nhẹ từ 92.347 Å lên 106.545 Å 55 Hình 3.13 : Đồ thị BJH desorption Pore Area 8%-Fe2O3/Al2O3 Từ giản đồ trên, ta thấy mao quản có kích thƣớc khoảng 80 A o chiếm lƣợng lớn, mao quản có kích thƣớc trải dài khoảng 20 đến 200 Ao Thuộc mao quản có kích thƣớc lớn 3.3.3 Kết đo bề mặt riêng củaFe2O3/SiO2  Kết đo bề mặt riêng xúc tác 8%-Fe2O3/SiO2 56  Kết đo bề mặt riêng xúc tác 0%-Fe2O3/SiO2 57 Từ kết đo bề mặt mẫu xúc tác chất nền, ta thấy chất SiO2 không đạt yêu cầu, nên sau chế tạo xúc tác, bề mặt đạt thấp 1.5391 m2/g Điều cho thấy xúc tác chế tạo không đạt.Do không tiến hành nghiên cứu xúc tác 3.3.4 Nhận xét kết đo bề mặt riêng Kết đo bề mặt riêng xúc tác đƣợc so sánh với kết đo bề mặt riêng chất mang, thay đổi bề mặt riêng, thay đổi kích thƣớc mao quản lý giải cho có mặt tinh thể sắt hematile mao quản Điều lần khẳng định kết đo SEM, đo XRD phản ảnh đặc trƣng xúc tác Từ kết đo tiêu xúc tác, ta khẳng định việc chế tạo xúc tác thành công với việc đƣa sắt hematite vào mao quản chất mang 3.4 THỰC HIỆN PHẢN ỨNG TRÊN HỆ THỐNG MAT – 5000 3.4.1 Quy trình thực hiện: Khi tiến hành phản ứng với chất xúc tác 0% oxit sắt/ FCC theo nhiệt độ, ta nhận đƣợc kết nhận đƣợc kết nhƣ sau: Nhiệt độ phản ứng 0C 450 465 480 500 Nguyên liệu 1,5g 100% 1,5g 100% 1,5g 100% 1,5g 100% Sản phẩm lỏng 1,412 94,0 1,41 94,0 1,406 92,7 1,35 90 Sản phẩm khí 0,057 3,8 0,065 4,2 0,072 4,8 0,102 6,8 Cốc 0,039 2,9 0,037 2,9 0,032 3,5 0,048 3,6 Tổng Hiệu xuất sản phẩm 100,7 100,1 100 100,5 Nhiệt độ phản ứng 0C 450 465 480 500 Xăng % 40 36 42 48 LCO%(Diezen) 32 34 28 27 HCO cặn 28 30 30 25 Tổng 100 100, 100 100 58 Thực phản ứng với xúc tác 8%-Fe2O3/FCC 8%-Fe2O3/Al2O3 nhiệt độ: 480 oC; 500 oC; 520 oC; 540 oC, chế độ nƣớc ml/h Tìm đƣợc nhiệt độ 480 oC 500 oC cho lƣợng sản phẩm lỏng nhiều cốc Số liệu bảng 3.1 cho thấy rõ điều Thực phản ứng với xúc tác 12%-Fe2O3/Al2O3 T=480 oC 500 oC,với lƣợng nƣớc ml/h tìm đƣợc T=500 oC tốt Số liệu bảng 3.1 cho thấy rõ điều - Thực phản ứng với 8%-Fe2O3/FCCtại nhiệt độ T=500 oC, chế độ nƣớc3, 5; 7; 10 ml/h Tìm đƣợc chế độ nƣớc 10 ml/h cho kết tốt (bảng 3.2) - Thực phản ứng với xúc tác 12%-Fe2O3/Al2O3, nhiệt độ 500 oC, chế độ nƣớc 10 ml/h Thu sản phẩm lỏng Phân tích mẫu sản phẩm lỏng, khí cốc thu đƣợc Đánh giá xúc tác qua sản phẩm Bảng 3.1: Kết chạy phản ứng mẫu xúc tác tiêu biểu % ,Theo sản phẩm lỏng Xúc tác Tổng sp lỏng,% 8%-Fe2O3/FCC 78.5 Khí Cốc Theo % % liệu, % Xăng, Diesel, % % nguyên X ,% Xăng, Diesel % ,% 72.16 27.84 20.3 1.2 56.64 21.85 78.14 0%-Fe2O3/Al2O3 78.5 55.7 44.3 18.6 2.9 43.7 34.8 66.2 8%-Fe2O3/Al2O3 82.3 56.4 43.6 15.3 2.4 46.4 44.1 64.1 Từ bảng 3.1 ta thấy, lƣợng xăng thu đƣợc nhiều theo nguyên liệu đầu xúc tác 8%Fe2O3/FCC, với độ chuyển hóa phản ứng lớn 78,14% Lƣợng cốc thu đƣợc thấp nhất, 1,2% cốc Đây kết mong muốn, lƣợng cốc chứng tỏ xúc tác chất lƣợng tốt So sánh với kết phản ứng với chất FCC không bổ sung oxit sắt ta thấy lƣợng xăng nhiều cốc đáng kể Từ cho thấy hiệu tích cực bổ sung thêm oxit sắt vào xúc tác 59 So sánh kết xúc tác 0%-Fe2O3/Al2O3 xúc tác 8%-Fe2O3/Al2O3, ta thấy lƣợng sản phẩm lỏng thu đƣợc xúc tác lớn hẳn (66,.2% so với 78.5%), đồng thời lƣợng cốc tạo thành nhiều (bảng 3.1) Điều đặc biệt, lƣợng cốc thu đƣợc giảm nhiều, giảm từ 3.9% xuống 2.4% thay xúc tác xúc tác Liên hệ với kết đo tiêu xúc tác, ta kết luận có mặt oxit sắt xúc tác mang lại hiệu lớn Làm giảm lƣợng cốc nhiều, nhƣ xúc tác đạt yêu cầu đề Bảng 3.2 Ảnh hƣởng nƣớc đến trình cracking nhiệt độ phản ứng 500oC, thời gian 60s , lƣợng nạp liệu 1g Lƣu lƣợng nƣớc, ml/phút 8%Fe2O3/FCC Xăng, % kl theo ng/liệu Cốc, %kl 8%Fe2O3/Al2O3 Xăng, % kl theo ng/liệu theo ng/liệu Cốc, %kl theo ng/liệu 43.57 2.7 40.47 2.92 49.66 1.85 45.16 2.58 56.64 1.79 49.89 2.43 10 59.63 1.68 50.47 2.29 Từ kết cho thấy xúc tác có thêm oxit sắt cho hiêu xuất phân đoạn xăng tăng lƣợng cốc giảm tăng hàm lƣợng nƣớc 60 KẾT LUẬN Sau thời gian nghiên cứu với đề tài “Chế tạo xúc tác cho trình oxy hóa cracking với nguyên liệu phân đoạn dầu nặng”, luận án rút đƣợc kết luận nhƣ sau: Cracking xúc tác nguyên liệu dầu cặn nặng với đặc trƣng nguyên liệu : + Tỷ trọng 50oC: d = 0.87; + Điểm anilin: 95oC Đây nguyên liệu mang đặc trƣng parafinic phổ biến làm nguyên liệu cracking Các vật liệu xúc tác bao gồm oxit sắt phân tán FCC với hàm lƣợng sắt khác đƣợc tổng hợp Các vật liệu thu đƣợc giữ cấu trúc FCC không phụ thuộc vào hàm lƣợng oxit sắt vật liệu Vật liệu xúc tác Fe2O3- FCC đƣợc sử dụng làm chất xúc tác cho phản ứng cracking oxy hóa hệ thống MAT-5000 với nguyên liệu phân đoạn dầu nặng, nguyên liệu khó cracking Tìm đƣợc chế độ tối ƣu cho trình Cracking oxy hóa ứng với nguyên liệu dầu nặng để nhận đƣợc xăng nhiều Đó điều kiện nhiệt độ 500oC, thời gian phản ứng 60s, với tỷ lệ xúc tác/ nguyên liệu 1, chế độ nƣớc ≥ 10ml/h Hiệu xuất xăng cao đáng kể hiệu xuất cốc giảm nhiều so với kết phản ứng FCC không tẩm oxit sắt 61 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Công Dƣỡng (1984),Kỹ thuật phân tích cấu trúc tia Rơnghen, NXB KHKT, Hà Nội Nội Lê Văn Hiếu (2006) Công nghệ chế biến dầu mỏ NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà http://books.google.com.vn/books?id=kn1dSnP4nesC&pg=PA472&redir_esc=y#v =onepage&q&f=false http://pcm.hust.edu.vn/zeton-mat-5000 - MAT 5000 http://phantichmoitruong.com/detail/ung-dung-gcms-phan-tich-cac-chat-huu-cotrong-nuoc.html - GC/MS http://pcm.hust.edu.vn/polaris-q-thermo-finnigan http://www.impeqn.org.vn/impeqn/vn/portal/InfoDetail.jsp?area=58&cat=1092& ID=2115 Từ Văn Mặc, Phân tích hóa lý: Phương pháp phổ nghiệm nghiên cứu cấu trúc phân tử, NXB Khoa học Kỹ thuật Đinh Thị Ngọ, Nguyễn Khánh Diệu Hồng (2010) Hóa học dầu mỏ khí NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 10 Nguyễn Hữu Phú (1998) Hấp phụ xúc tác bề mặt vật liệu vô mao quản NXB Khoa học & Kỹ thuật, Hà Nội 11 Nguyễn Hữu Phú (2005)Cracking xúc tác, Nhà xuất khoa học kĩ thuật Hà Nội 12 Phạm Trƣờng Sơn (2009)Nghiên cứu, điều chế xúc tác cracking sở zeolit Y, Luận án tiến sĩ Hóa học, Hà Nội 13 Trƣơng Thanh Tâm, Nghiên cứu tổng hợp, biến tính vật liệu mao quản trung bình SBA-15 làm xúc tác cho trình cracking phân đoạn dầu nặng, Luận án tiến sỹ Hóa học, 2014, Hà Nội 14 Đào Văn Tƣờng (2006) Động học xúc tác NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 15 Fumoto E., Tago T., Tsuji, Masuda T., (2004) Recovery of Useful Hydrocarbons from Petroleum Residual Oil by Catalytic Cracking with Steam over Zirconia – Supporting Iron Oxide Catalyst Energy and Fuels 18, pp 1770 – 1774 62 16 Fumoto E., Tago T., Tsuji, Masuda T., (2006) Production of lighter fuels by cracking petroleum residual oils with steam over zirconia – supporting iron oxide catalyst Energy and Fuels 20, pp - 63 PHỤ LỤC Một số kết phân tích mẫu xúc tác: KẾT QUẢ ĐO XRD Kết đo XRD FCC – Fe2O3 1.1 Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - Sample FCC-8%(2) 230 220 210 200 d=1.494 Lin (Cps) 140 d=4.284 150 d=3.519 160 d=2.347 170 d=2.807 d=3.708 180 d=3.255 190 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 20 30 40 50 60 70 80 2-Theta - Scale File: Trung BK mau FCC-8%(2).raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 20.000 ° - End: 80.000 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 0.8 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 13 s - 2-Theta: 20.000 ° - Theta: 10.000 ° 01-088-2288 (C) - Aluminum Silicate - (Al.62Al.27Si11.33O24).9 - Y: 1690.40 % - d x by: - WL: 1.5406 - Cubic - a 24.27000 - b 24.27000 - c 24.27000 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Face- Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - Sample FCC-5% 220 210 200 190 180 90 d=1.244 100 d=1.672 110 d=2.064 120 d=2.581 Lin (Cps) 130 d=2.876 d=2.810 d=4.094 140 d=3.250 d=3.712 150 d=4.300 160 d=3.523 d=3.403 170 80 70 60 50 40 30 20 10 20 30 40 50 60 70 2-Theta - Scale File: Trung BK mau FCC-5%.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 20.000 ° - End: 80.000 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 0.8 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 14 s - 2-Theta: 20.000 ° - Theta: 10.000 ° - Ch 01-088-2288 (C) - Aluminum Silicate - (Al.62Al.27Si11.33O24).9 - Y: 1594.33 % - d x by: - WL: 1.5406 - Cubic - a 24.27000 - b 24.27000 - c 24.27000 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Face- 64 80 Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - Sample FCC-8% 220 210 200 190 d=1.452 d=1.555 Lin (Cps) 130 d=2.581 140 d=2.862 d=2.809 150 d=4.311 160 d=3.250 170 d=3.526 d=3.409 d=3.715 180 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 20 30 40 50 60 70 2-Theta - Scale File: Trung BK mau FCC-8%.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 20.000 ° - End: 80.000 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 0.8 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 13 s - 2-Theta: 20.000 ° - Theta: 10.000 ° - Ch 01-088-2288 (C) - Aluminum Silicate - (Al.62Al.27Si11.33O24).9 - Y: 1579.49 % - d x by: - WL: 1.5406 - Cubic - a 24.27000 - b 24.27000 - c 24.27000 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Face- 2.1 KẾT QUẢ ĐO BET Kết đo BET FCC – Fe2O3  FCC – 0%Fe2O3 65 80 Hình : Giãn đồ hấp phụ - nhà hấp phụ phân bố kích thước mao quản trung bình  FCC – 8%Fe2O3 66 Hình : Giãn đồ hấp phụ - nhà hấp phụ phân bố kích thước mao quản trung bình 1.2 Kết đo BET Al2O3 – Fe2O3  Al2O3 – 8%Fe2O3 67  Al2O3 – 0%Fe2O3 68 kết phân tích GC/MSn  Kết GC/MS mẫu 8%Fe2O3/Al2O3 RT: 0.00 - 28.51 RT: 23.99 100 23.42 95 90 22.90 85 NL: RT: 26.96 8.09E5 TIC F: MS ICIS Al2O3-8%500-31-5 80 75 RT: 22.56 70 22.10 Relative Abundance 65 60 21.77 55 RT: 20.80 50 45 RT: 15.40 40 35 RT: 16.43 RT: 15.19 RT: 13.41 30 25 RT: 5.84 20 RT: 12.56 RT: 11.31 RT: 5.17 8.57 15 11.03 10 0 10 15 Time (min) 20 69 25 [...]... hoạt tính và độ bền xúc tác sau mỗi lần thực hiện phản ứng và tái sinh [5] Hình 1.1 Cơ chế giảm hoạt tính và độ bền của xúc tác Zr02/FeOx và vai trò của Al2O3 1.2.4 Vai trò của xúc tác trong quá trình cracking xúc tác 19 Xúc tác mới có thành phần chính là chất mang và oxit sắt Nên xúc tác sẽ có các vài trò của các thành phần trong xúc tác  Vai trò của chất mang, SiO2, Al2O3 Phản ứng Cracking xúc tác. .. thì độ chọn lọc càng cao Thông thƣờng, ngƣời ta thƣờng đánh giá đồng thời độ hoạt tính và độ chọn lọc của xúc tác so với xúc tác chuẩn khi tiến hành trong cùng một điều kiện Cracking 1.2.5.3 Các yêu cầu khác đối với xúc tác Ngoài 2 yêu cầu chính là độ hoạt tính và độ chọn lọc, xúc tác mới còn phải đảm bảo các yêu cầu khác khá quan trọng : Độ ổn định lớn: Xúc tác phải giữ đƣợc những đặc tính chủ yếu (độ. .. học của xúc tác, và điều kiện công nghệ của quá trình 1.2.5.2 Độ chọn lọc của xúc tác Yêu cầu xúc tác phải có độ chọn lọc cao, tăng phản ứng có lợi, giảm tối đa các phản ứng không mong muốn Trong quá trình Cracking, độ chọn lọc quyết định tạo ra các sản phẩm mong muốn khác nhau Trong thực tế, ngƣời ta đánh giá độ chọn lọc bằng cách xác định tỷ lệ giữa hiệu suất xăng và cốc( hay khí) ở cùng một độ sâu... tác dụng có hại của Nitơ sẽ giảm Sự ngộ độc của xúc tác bởi các kim loại cũng đã đƣợc nhiều nghiên cứu đề cập tới và chỉ rõ cơ chế tác dụng của chúng đến hoạt tính của xúc tác Sự giảm nhanh nhất hoạt tính của xúc tác xảy ra trong lúc tiếp xúc của các độc tố với xúc tác Khi lắng đọng các oxit của kim loại nặng trên xúc tác sẽ dẫn tới làm giảm độ sâu cracking và giảm hiệu suất xăng do tăng nhanh quá... ra trên bề mặt của xúc tác Vì thế xúc tác có tầm quan trọng rất lớn .Xúc tác có tác dụng làm giảm năng lƣợng hoạt hoá của phản ứng, từ đó dẫn đến tăng tốc độ của phản ứng. Ví dụ, khi có mặt của xúc tác ở400–500oC, các olefin chuyển hoá nhanh hơn 1000 – 10000 lần so với quá trình Cracking nhiệt [2] Ngoài ra xúc tác trong quá trình Cracking còn có độ chọn lọc các loại phản ứng, hƣớng phản ứng theo chiều... hoạt tính của xúc tác sẽ đƣợc đánh giá thông qua giá trị hiệu suất xăng nhận đƣợc( % khối lƣợng) Theo đó, trong thực tế, ngƣời ta phân chia độ hoạt tính xúc tác nhƣ sau: Xúc tác có hoạt tính cao, hiệu suất xăng >45%; Xúc tác có hoạt tính trung bình, hiệu suất xăng 30 → 40%; - Xúc tác có hoạt tính thấp, hiệu suất xăng là