کاهش بنزن در برش بنزین با انجام واکنش آلکیلاسیون در حضور کاتالیست های ریز ساختار

در این رساله ابتدا اثر عوامل دما و غلظت خوراک اولیه بر مقدار درصد تبدیل بنزن و ضریب انتخاب گری کیومن در واکنش آلکیلاسیون بنزن صنعتی با پروپیلن در حضور زئولیت zsm-5 به عنوان کاتالیزور اندازه گیری شد. با توجه به ضرورت کاهش مقدار بنزن موجود در برش بنزین، از زئولیت ? برای بررسی کاهش بنزن موجود در برش c6-cut به دست آمده از بنزین استفاده شد. تاثیر عوامل نسبت مولی بنزن به پروپیلن، مقدار بنزن موجود در برش، مقدار کاتالیزور و دما بر درصد تبدیل بنزن و کیفیت محصول نهایی بررسی شد. این آزمایش ها در یک راکتور همزن دار که برای انجام واکنش ها تا دمای ?c200 و فشار تا bar 100 فراهم شده انجام شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که با استفاده از فرآیند آلکیلاسیون و در حضور زئولیت ?، در دمای ?c200 و نسبت مولی بنزن به پروپیلن برابر با 1، در یک مرحله %29/49 از بنزن موجود در برش بنزین کاهش یافته است. با توجه به اهمیت کاتالیزور در فرآیند آلکیلاسیون، در مرحله بعد نمونه های al-mcm-41 با نسبت های مولی مختلف si/al به روش سل-ژل ساخته شد. سپس برای افزایش خاصیت اسیدی از نوع برونستد، نمونه های h-al-mcm-41 از تعویض یونی نمونه های اولیه با نیترات آمونیوم تهیه شد. با استفاده از آزمون های xrf، xrd، ftir، tga، bet و tpd-nh3، خواص فیزیکی-شیمیایی کاتالیزور های ساخته شده مشخص شد. نتایج به دست آمده نشان داد که نمونه های ساخته شده، مزوپور هایی با ساختار کریستالی مناسب، سطح ویژه زیاد (m2gr-1 897/792-312/719)، خاصیت اسیدی مناسب و دارای قابلیت استفاده مجدد می باشند. در بررسی عملکرد مزوپور های ساخته شده در آلکیلاسیون برش c6-cut به دست آمده از برش بنزین، بیشترین درصد تبدیل بنزن (%88/47) در حضور کاتالیزور h-al-mcm-41 با نسبت مولی si/al مساوی با 15 به دست آمد. برای به دست آوردن شرایط بهینه عملکرد کاتالیزور h-al-mcm-41 (15)، آزمایش های آلکیلاسیون بنزن صنعتی با استفاده از طراحی آزمایش با روش رویه پاسخ مرکب مرکزی انجام و شرایط بهینه عملیاتی با استفاده از نرم افزارdesign expert به دست آمد. نتایج به دست آمده نشان داد که در شرایط بهینه (دمای ?c64/203، نسبت مولی بنزن به پروپیلن 75/1 و در حضور 16/2 گرم از کاتالیزور) درصد تبدیل بنزن %60/50 و ضریب انتخاب گری کیومن %85/73 می باشد. برای بررسی قابلیت استفاده مجدد از کاتالیزور، مزوپور h-al-mcm-41 (15) در چهار آزمایش متوالی به عنوان کاتالیزور استفاده شد. با توجه به نتایج به دست آمده درصد تبدیل بنزن در واکنش آلکیلاسیون برش c6-cut از %51/47 به %69/40 رسید که نشان از پایداری این کاتالیزور دارد.