در این پژوهش حذف مرکاپتان از جریان گازی با استفاده از نانوآلومینا مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور اکسیداسیون مرکاپتان ها و در عین حال جذب سطحی آن ها با استفاده از کاتالیست های بر پایه آلومینا انجام گرفته است. در این تحقیق آلومینا نقش جاذب مرکاپتان را دارد و از طریق واکنش کاتالیستی اکسیداسیون مرکاپتان روی کاتالیست های بر پایه آلومینا، موجب تبدیل مرکاپتان به دی سولفید و سایر ترکیبات گوگرددار می شود. نوع مرکاپتان بکار رفته در آزمایش ها، ایزوپروپیل مرکاپتان بوده و محصول اصلی واکنش اکسیداسیون، دی پروپیل دی سولفید می باشد. در ابتدا نانوآلومینا به عنوان پایه کاتالیست ساخته شد و کاتالیست های فلزی شامل تنگستن و مولیبدن بر روی آن بارگذاری شدند. آنالیزهای مختلفی شامل sem، tem، xrd، icp و asap بر روی نانوآلومینا و کاتالیست های ساخته شده بر پایه آن انجام گرفت و تعیین مشخصات کاتالیست به کمک آن ها صورت پذیرفت. سپس اکسیداسیون ایزوپروپیل مرکاپتان روی کاتالیست های فلزی بر پایه آلومینا در حضور اکسیژن بررسی شد و مشخص شد که نانوکاتالیست اکسید تنگستن بر پایه نانوآلومینا با تبدیل بیش از 98 درصد، به خوبی قابلیت حذف ایزوپروپیل مرکاپتان را دارد. به منظور بررسی تاثیر عوامل مختلف عملیاتی و همچنین به دست آوردن شرایط بهینه در واکنش کاتالیستی، متغیرهای دما، میزان بارگذاری فلز، نسبت مولی اکسیژن به ایزوپروپیل مرکاپتان در خوراک و سرعت حجمی گاز ورودی انتخاب شدند. با طراحی آزمایش به کمک نرم افزار design expert و انجام آزمایش های مختلف، تاثیر تک تک عوامل نام برده، به همراه برهم کنش آن ها، در حذف ایزوپروپیل مرکاپتان به دقت مورد بررسی و تحلیل قرار گرفت و مقادیر بهینه ی آن ها ارائه شد. بر این اساس مشخص گردید که با قرار دادن دو پارامتر دما و نسبت مولی اکسیژن به ایزوپروپیل مرکاپتان، در مقدار بیشینه خود و همچنین با قرار دادن دو پارامتر میزان بارگذاری فلز و سرعت حجمی گاز در مقدار کمینه شان، در بازه های تعیین شده برای هر پارامتر، می توان به بیشترین میزان حذف ایزوپروپیل مرکاپتان دست یافت.

در این پایان نامه به منظور بررسی شکست کاتالیستی حرارتی نفتا، از نانو لوله های کربنی چند دیواره به عنوان پایه کاتالیست استفاده شد. به دلیل مقاومت حرارتی کم نانو لوله های کربنی، افزایش مقاومت حرارتی با استفاده از پوشش 10% اکسید سیلیس مورد مطالعه قرار گرفت. علاوه بر این، به منظور افزایش فعالیت، نانو لوله های کربنی توسط سریم اصلاح شدند. ترتیب اولویت پوشش نانو لوله ها توسط سیلیس و سریم و همچنین تاثیر شستشو بر خواص کاتالیست و عملکرد آن در شکست کاتالیستی حرارتی نفتا، در این تحقیق بررسی شد. نتایج نشان داد که کاتالیست با پوشش ابتدایی توسط سیلیس، سپس شستشوی نمونه و در نهایت اصلاح با 10% اکسید سریم بیشترین نقاط فعال را دارا می باشد که موجب افزایش بازده اولفین های سبک در دمای عملیاتی oc680، زمان اقامتs 5/0 و نسبت بخار به هیدروکربن g/g 5/0، تا 43% شد. در ضمن بازده اتیلن و پروپیلن این نمونه به طور مجزا به ترتیب برابر 18% و 25% بدست آمد. این بازده حاصل از شکست کاتالیستی حرارتی افزایش 280% نسبت به بازده شکست حرارتی با بخار آب راتحت شرایط عملیاتی یکسان نشان می دهد. از طرف دیگر نانو لوله های با پوشش اولیه سریم و سپس سیلیس و در نهایت شستشو، در شرایط بارگذاری یکسان نسبت به سایر نمونه ها، دارای حدود oc 140 تاخیر در شروع تخریب در حضور هوا نسبت به حالت نانو لوله های بدون پوشش است. همچنین نتایج نشان می دهد که در این نمونه سوختن با شیب ملایم تری اتفاق می افتد واین به معنای افزایش چشمگیر در پایداری حرارتی نانو لوله های کربنی است.

در این پروژه با هدف دستیابی به بازده بالا برای اولفین های سبک و نسبت بالای پروپیلن به اتیلن، hzsm-5 به کمک دو فلز سریم و زیرکونیم اصلاح شد. به منظور بهبود خواص زئولیت در فرآیند شکست کاتالیستی حرارتی نفتا، درصدهای مختلف این دو فلز به صورت جداگانه و همزمان به کمک روش تلقیح مرطوب اولیه بر روی آن نشانده شد. کاتالیست ها در دو دمای 650 و 700 درجه سانتیگراد، نسبت بخار به هیدروکربنg/g 5/0و whsv برابرhr-1 60 مورد آزمایش قرار گرفت. آزمایش های مربوط به شکست حرارتی نفتا در این دو دما و نیز شکست کاتالیستی حرارتی کاتالیست پایه و کاتالیست های اصلاح شده به کمک سریم و زیرکونیم در شرایط عملیاتی یکسان برای بررسی تاثیر دما، کاتالیست و اصلاح کاتالیست انجام شد. به منظور تعیین دقیق مشخصات، کاتالیست های سنتز شده تحت آنالیزهای xrd, bet, sem و nh3-tpd قرار گرفت. با مقایسه نتایج شکست حرارتی و شکست کاتالیستی حرارتی، تاثیر کاتالیست در افزایش بازده اولفین ها و به خصوص پروپیلن آشکار شد. آزمایش ها بر روی کاتالیست های بارگذاری شده نشان دهنده ی افزایش بازده پروپیلن بعد از بارگذاری به کمک زیرکونیم است. به گونه ای که کاتالیست با بارگذاری 2% زیرکونیم در دمای c?650 با افزایش بازده اولفین های سبک به میزان 4/40% وزنی نسبت به کاتالیست پایه دارای بیشترین میزان بازده است. سریم نیز بازده اولفین ها را افزایش داد. بازده اتیلن با اصلاح کاتالیست های مختلف تغییر چندانی نداشت. بارگذاری همزمان این دو فلز به دلیل کاهش چشمگیر اسیدیته برای اصلاح مناسب نبود. دما نیز بر روی بازده موثر است. با افزایش دما برای تمام کاتالیست ها بازده اتیلن افزایش یافت اما بازده پروپیلن در برخی از کاتالیست ها با افزایش دما کاهش یافت که به دلیل پیش روی واکنش ها به سمت اشباع شدن است.