بررسی تاثیر ارتقا دهنده استرانسیم بر عملکرد کاتالیست نیکل پایه دار شده بر روی اکسید آلومینیوم نانو ساختار در فرایند ریفرمینگ خشک

در سال های اخیر فرایند ریفرمینگ خشک متان مورد توجه بسیاری از پژوهشگران قرار گرفته است. این فرایند از نظر زیست محیطی و تولید گاز سنتز از اهمیت ویژه ای برخوردار است. اما مهم ترین مشکل این فرایند تشکیل نسبتاً بالای کک بسته به نوع کاتالیست است که با پوشاندن سایت های فعال باعث غیر فعال شدن کاتالیست می شود. همچنین فلز نیکل به دلیل در دسترس بودن و قیمت پایین آن در این فرایند به صورت متداولی استفاده شده است. در این پژوهش، اثر اکسید استرانسیم به عنوان ارتقادهنده کاتالیست ni/al2o3 در فرایند ریفرمینگ خشک مورد مطالعه قرار گرفته است. نمونه های تهیه شده ابتدا تحت آنالیزهای xrd، bet و tpr قرار گرفته و بعد از انجام عملیات راکتوری فرایند ریفرمینگ خشک و تعیین فعالیت و پایداری کاتالیست ها آنالیز tpo و sem بر روی کاتالیست مستعمل انجام گرفت. علاوه بر این تاثیر پارامترهای فرایندی از جمله ghsv و نسبت خوراک بر روی فعالیت کاتالیستی برخی از کاتالیست ها برحسب نیاز انجام شد. در بخش اول این پژوهش کاتالیست 5%ni/al2o3 بدون ارتقادهنده و دو کاتالیست ni/al2o3 با 5% از ارتقادهنده استرانسیم روی پایه و فلز با هم مقایسه شدند. نتایج نشان دادند که افزودن ارتقادهنده استرانسیم به پایه این کاتالیست منجر به افزایش بیشتر فعالیت کاتالیست شده و همچنین میزان کک تشکیل شده روی این کاتالیست نیز کاهش بیشتری داشته است. درحالیکه با افزودن 5% استرانسیم به فلز نیکل تفاوت زیادی مشاهده نشد. در بخش دوم این پژوهش به بررسی درصدهای مختلف ارتقادهنده استرانسیم (3%، 5%، 7% و 10%) روی پایه آلومینا و مقایسه عملکرد و تشکیل کک آنها پرداخته شد. نتایج نشان دادند که در بین این کاتالیست ها از نظر عملکرد و تشکیل کک، کاتالیست با 10 درصد ارتقادهنده روی آلومینا مناسب ترین بوده است. در بخش سوم بررسی و مقایسه درصدهای مختلف نیکل (5%، 10% و 15%) روی پایه آلومینا به همراه 10 درصد استرانسیم انجام گرفت. نتایج نشان دادند که بهترین عملکرد و کمترین میزان کک گرفتگی را کاتالیست با میزان بارگذاری 5% نیکل دارد. علاوه بر این، تاثیر پارامترهای فرایندی از جمله ghsv و نسبت خوراک بر روی فعالیت کاتالیستی کاتالیست با فعالیت بیشتر و میزان کک تشکیل شده ی کمتر انجام گرفت. در نهایت کاتالیست 5%ni/10%sr-al2o3 علاوه بر بهترین عملکرد با وجود کربن رشته ای با پایداری بلند مدت 15 ساعت تحت فرایند ریفرمینگ خشک متان نشان داد.