غیر فعال سازی متانول، ترکیب کاتالیست ها
چکیده
دانش فعلی در رابطه با غیر فعال سازی پدیده کاتالیست های ترکیب متانول در فاز گازی با دمای پایین، در این مقاله بررسی شده است. تحت شرایط عادی عملیاتی، کاتالیست های اکسید Cu-Zn طول عمر نسبتا طولانی چند سال را دارد. اما، این کاتالیست نسبت به سمی سازی سولفور بسیار حساس می باشد و محتویات سولفور در جریان غذایی باید به مقدار کمتر از 0.5ppm برسد. بخش ZnO در این کاتالیست رباینده ی سولفور است زیرا با سولفور واکنش می دهد تا سولفید و سولفات Zn را ایجاد کند که منجر به افزایش طول عمر این کاتالیست می شود. این کاتالیست را می توان به صورت دمایی غیر فعال کرد، به خصوص در دمای بالای 300 درجه ی سانتی گراد زیرا این دما منجر به شکل گیری کریستال های Cu و در نتیجه از دست رفتن فضای فعالیت کاتالیست ها می شود. رسوب دادن Fe و یا Ni منجر به از دست رفتن فعالیت این کاتالیست ها می شود زیرا محل فعالیت آن ها بلوکه شده و همچنین محصولات هیدروکربنی ایجاد می شود که واکنش رقیب را ایجاد می کنند، در حالی که Cl منجر به سهولت روند سخت شدن Cu می شود. کاتالیست ها برای ترکیب فاز مایع نیز نسبت به همین روند های غیر فعال سازی، حساس هستند. کاتالیست های به دست آمده از آلیاژ های نادر Cu به شدت نسبت به غیر فعال سازی با استفاده از CO2 ، O2 و تا حدی کمتر نسبت به H2O حساس هستند.
مقدمه
تولید متانول در سال های متمادی یکی از گسترده ترین روند های تولید صنعتی بوده است. در حال حاضر، بیش از 75% از تولیدات متانول در جهان با استفاده از روند های کم فشار ICI انجام می شود . این روند ها در دمای 220 تا 300 درجه ی سانتی گراد و 5 تا 8 مگا پاسکال اجرا می شود و از یک سری بستر های واکنش آدیاباتیک ( بدون تبادل گرمایی) کاتالیستی با خنک سازی درون بستری با تزریق گاز های ترکیبی سرد، استفاده می شود. کاتالیست های مورد استفاده در این روند ها معمولا شامل Cu/Zn/Al2O3 و یا گاهی نیز شامل Cu/Zn/Cr2O3 می باشد که شامل 50 تا 70% وزنی CuO و 20 تا 30 درصد وزنی ZnO می باشد. خوراک مورد استفاده در این واکنش ها گاز های ترکیبی است که می توان تغییر شکل کاتالیستی گاز طبیعی به غیر از هیدروکربن ها یا زغال ها آن ها را ایجاد کرد و شامل ترکیبی از مونوکسید کربن ، کربن دی اکسید و هیدروژن با نسبت های 20-10:80-70 می باشد. به دلیل اهمیت صنعتی این روند، تعدادی از مرور های تحقیقاتی شکل گرفته است که به صورت دقیق ماهیت کاتالیست ها ، حرکت شناسی آن ها و مکانیزم های آن ها را بررسی می کند.
Abstract
The current knowledge of the deactivation phenomenon of the low-temperature gasphase methanol synthesis catalyst is reviewed. Under normal operating conditions, the catalyst Cu-Zn oxide has a rather long lifetime of a few years. However, the catalyst is very sensitive to sulfur poisoning, and the sulfur content in the feed stream needs to be reduced to less than 0.5 ppm. The ZnO component in the catalyst is a scavenger for sulfur by reacting with it to form Zn sulfide and sulfate, which helps extend the catalyst life. The catalyst can also be deactivated thermally, especially at above 300°C because of the growth of the Cu crystallites and the resulting loss of catalytically active area. Deposition of Fe or Ni results in loss of activity by site blocking as well as production of hydrocarbon products as a competitive reaction, whereas Cl facilitates sintering of Cu. The catalyst for the liquid-phase synthesis is also susceptible to the same types of deactivation. Catalysts derived from Cu-rare earth alloys are very susceptible to deactivation by CO2, O2, and to a lesser extent, H2O.
INTRODUCTION
The production of methanol has been a large-scale industrial process for many years. At present, over 75% of the world’s production makes use of the ICI low-pressure process (ref. 1). The process operates at 220 to 300 “C and 5 to 8 MPa pressure and uses a series of catalytic adiabatic reactor beds with interbed cooling by injection of cold synthesis gas. The catalyst is typically Cu/Zn/Al,O, or, less preferably, Cu/Zn/CrzO~, which contains 50 to 70 wt % CuO and 20 to 30 wt % ZnO. The feed is synthesis gas that may be produced by catalytic reforming of natural gas, other hydrocarbons, or coal and contains a mixture of carbon monoxide, carbon dioxide, and hydrogen in a ratio of lo-20610:70-80. Because of the industrial importance of this process, a number of reviews have appeared that describe in detail the nature of the catalyst, the kinetics, and the reaction mechanism (refs. l-4).
چکیده
مقدمه
ترکیب کردن متانول بر روی کاتالیست های اکسید Cu-Zn
روند فاز گازی
روند فاز مایع
کریستال های به دست آمده از آلیاژ های زمینی نادر Cu
جمع بندی
ABSTRACT
INTRODUCTION
METHANOL SYNTHESIS OVER Cu-Zn OXIDE CATALYSTS
Gas Phase Process
Liquid Phase Process
CATALYSTS DERIVED FROM Cu-RARE EARTH ALLOYS
CONCLUSION
- اصل مقاله انگلیسی با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه