Xylene stransformation over Y zeolite in a fluidized-bed reactor

(2004) Xylene stransformation over Y zeolite in a fluidized-bed reactor. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img]
Preview
PDF
10018.pdf

Download (5MB) | Preview

Arabic Abstract

يقوم البحث الحالي على دراسة هندسة تحويل مركبات الزايلين باستخدام مادة الزيولايت نوع Y الحفازة وذلك بواسطة المفاعل المتطاير ، وتم استنباط ثوابت التفاعل وطاقات التفاعل المحركة من نمذجة بسيطة لتفاعلات الزايلين كلاً على حدى ، وتم اختبار النموذج المقترح بواسطة نموذجين مختلفين وهما (TOS) و (RC) ، وقد تبين من نتائج هذين النموذجين أن تحويل بارازايلين إلى أرثوزايلين والعكس من الصعوبة بمكان مقارنة بنقل مجموعة (CH3) من مكان 1 إلى مكان 2 المجاور. وقد تم إعداد دراسة كاملة على تأثير الحرارة زمن التفاعل ونوع المركب على تفاعلات الزايلين في نفس ظروف التفاعل والحفازات ، وبالنظر إلى المركبات الناتجة من هذه التفاعلات فقد تبين أن كلى isomerization و disproportionation هي تفاعلات أولية وأن البارازيلين قد تبين أنه أكثر مركبات الزايلين تفاعلية . وتم إعداد دراسة أخرى لمركب ميتازايلين على عدة أنواع من زيولايت Y ، وتبين أن عينة الزيولايت التي تم انتزاع قسم بسيط من مادة الألومينا بواسطة بخار الماء عند 710Co لمدة 3 ساعات تمتلك أكثر فاعلية لتحويل هذا المركب إلى مركبات أخرى مقارنة بالعينات الأخرى. وتتميز هذه الدراسة بتقديم ما يسمى "تفاعل بيرنغ" بالإضافة إلى التفاعلين الشهيرين isomerization و disprportionation ، واثبتت التجارب المعملية أن المادة الحفازة من نوع زيولايت Y الغير منزوعة الألومينا لديها قدرة كبيرة على إنتاج مادة الفحم والبنزين والغازات مقارنة بالعينات الأخرى وذلك لامتلاك هذه المادة الحفازة إلى حامضية أعلى من العينات الأخرى.

English Abstract

The kinetics of vapor-phase transformation of xylenes is investigated over a USY zeolite catalyst using a fluidized-bed reactor. The reaction rate constlants and activation energies are estimated from simplified kinetic models based on the isomerization of the pure xylene isomers. The proposed model is tested with Time-On-Stream (TOS) and Reactant Converted (RC) decay models. The results obtained fromboth models indicate that the mutual interconversion of p- and o-xylenes is quite difficult as compared to intramolecular 1, 2-mthyl shifts. A systematic study on the influence of reaction conditions (temperature, time, and reactant type) on the selectivity of xylene transformation is also carried out over USY zeolite. Initial product selectivity revealed that both isomerization and disproportionation of xylenes are primary reactions. Higher conversion is observed with p-xylene reactant as compared to m- and o-xylene. m-Xylene transformation is further studied on a s-prepared H-Y and a series of dealuminated Y zeolite catalysts. The moderately dealuminated Y zeolite catalyst at 710℃ for 3 h showed relatively high activity as compared to the other catalysts. Paring reaction is proposed as an alternative reaction pathway, in addition to the well-known isomerization and disproportionation pathways. A higher coke deposition is found for the transformation of m-xylene over the parent H-Y as compared to the highly dealuminated USY zeolite. The formation of benzene and C₂ - C₄ gases are found to be proportional to the zeolite acid concentration.

Item Type: Thesis (Masters)
Subjects: Chemical Engineering
Divisions: College Of Engineering Sciences > Chemical Engineering Dept
Committee Advisor: Al-Khattaf, Sulaiman
Committee Members: Loughlin, Kevin F. and Alnaizy, Raafat and Al-Amer, Adnan M. Jarallah and Al-Baghli, Nadhir A.
Depositing User: Mr. Admin Admin
Date Deposited: 22 Jun 2008 16:54
Last Modified: 01 Nov 2019 16:55
URI: http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/10018