بررسی اثر نانوذرات هسته- پوسته ای بر روی شکست کاتالیستی حرارتی نفتا

در این تحقیق کاتالیست هایی با نانوذرات هسته- پوسته ای نیکل- مولیبدن به عنوان عناصر فعال کاتالیست و سفال به عنوان پایه کاتالیستی، ساخته شدند. سفال به دلیل داشتن مزایایی چون مقاومت حرارتی بالا و میزان تخلخل زیاد، برای اولین بار در فرایند شکست کاتالیستی حرارتی، به عنوان پایه کاتالیستی انتخاب شده و با روش نوین نفوذ- تبخیر، عمل نشاندن نانوذرات ni-mo بر روی پایه انتخابی، انجام گرفت. کاتالیست های تولیدی قبل و بعد از نشستن بر روی پایه، مورد آزمایش های تعیین مشخصات شامل sem،edx ، xrd، afm و طیف نگاری uv-vis قرار گرفتند. در نهایت از کاتالیست های ساخته شده، در شکست کاتالیستی حرارتی (tcc) نفتا، به منظور تولید اولفین های سبک استفاده گردید و میزان کارایی کاتالیست های ساخته شده، با بررسی فعالیت کاتالیستی آن ها در فرایند tcc مورد مطالعه قرار گرفت. برای این که تاثیر کاتالیست در فرایند، به-طور دقیق تری بررسی شود، آزمایش های شکست حرارتی ابتدا در لوله خالی و سپس با حضور یک گرم کاتالیست انجام شد. در شرایطی که دمای کورهc °750، نسبت بخار به نفتا g/g 5/0 و whsv مساوی s-1 04/0 بود. نتایج نشان داد، بازده مجموع اولفین های سبک (اتیلن وپروپیلن)، در شکست حرارتی 17/24% و در شکست کاتالیستی حرارتی 1/56% بوده است. بنابراین، با حضور یک گرم کاتالیست سنتز شده با نانوذرات هسته- پوسته ای ni-mo، بازده مجموع اولفین های سبک 132% افزایش یافته است. همچنین نتیجه این تحقیق در مقایسه با فرایندهای صنعتی تولید اولفین موجود در کشور (همانند پتروشیمی های اراک، تبریز و ...) قابل توجه بوده است. زیرا این مجتمع-های پتروشیمی با استفاده از کوره های صنعتی نفتا با دمای حدود c°850، به بازده اولفین های سبک حدود 46% رسیده اند، در حالی که در این تحقیق در دمای عملیاتیc °750، بازده اولفین های سبک 1/56% بوده است. بنابراین، با به کارگیری کاتالیست های سنتز شده با نانوذرات هسته- پوسته ای ni-mo، هم دمای عملیاتی حدود c°100پایین آمد و هم بازده اولفین های سبک حدود 10% افزوده شد، که این صرفه اقتصادی بسیار زیادی دارد. بویژه آنکه پایه های کاتالیستی سفال، بسیار ارزان قیمت هستند.