Synthesis and Characterization of Hierarchical EU-1 Zeolite and its Application in Converting Dimethyl Ether to Olefins. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF Thesis_pdf.pdf - Additional Metadata Download (5MB) | Preview

Arabic Abstract

الزيولات الهرمي أو الزيولات ذو المسامات متوسطه الحجم يعتبر من أحد أهم الحلول الواعدة لمشكلة الانتشارية فى التفاعلات المحفزة. يمكن الحصول علي هذه المسامات متوسطة الحجم بإزالة بعض جزئيات الألمنيوم او السيلكون من البنية الجزئية للزيولات المحضر فى المعمل. وجود هذه المسامات الواسعة علي سطح الزيولات يوفر العديد من المزايا وله بعض السلبيات. فعموما، وجود هذه المسامات يسهل عملية انتشار المواد المتفاعلة والحصول علي المنتجات بسهولة. ولكن فى المقابل إزالة بعض الجزئيات فى بنية الزيولات يؤثر علي درجة الحموضية وهي التي تتحكم فى مسار التفاعل كما يؤثر علي الثبات الحراري للزيولات. تطوير هذا النوع من المسامات يعتبر وعاد أكثر بالنسبة للزيولات ذات البعد الاحادي مقارنة بالزيولات ثلاثي الأبعاد. الفكرة من تطبيق هذا العمل فى زيولات تأتي من النتائج الممتازة التى أظهرها هذا النوع من الزيولات فى العديد من التفاعلات مثل تفاعل تكسير النافثا وتفاعلات تحويل الميثانول والإيثرات الي أوليفينات وهي منتجات ذات أهمية عالية فى الصناعة. في هذا البحث تم إزالة بعض جزيئات السيلكون أولا باستخدام محلول هيدروكسيد الصوديوم وبعدها تم إزالة بعض جزيئات الألمنيوم بإستخدام حمض النتريك. العينة التي تم معالجتها 0.5 مولارية من محلول هيدروكسيد الصوديوم متبوعة ب 4 مولارية من حمض النتريك أظهرت أفضل النتائج. تم بنجاح فى هذه العينة زيادة المسامات متوسطة الحجم بمقدار 15% مقارنة بالعينة الأم كما تم أيضا زيادة درجة الحموضة من 0.27 الي 0.52 ملي مول/جرام. بالنسبة لتفاعل تحويل الايثر الي أولفينات تم زيادة نسبة التحويل من 37 الي 48% كما تم زيادة إنتاجية البروبالين من 11 الي 24% .

English Abstract

Hierarchical (or mesoporous) zeolites present one of the promising solutions of the diffusion problem in the catalytic reaction. Creating mesoporous was performed by removing some elements from the zeolite structure either by desilication or dealumination depending on (Si/Al) of the synthesized zeolite. Introduction of mesoporosity into the surface of the zeolite catalyst has many advantages and disadvantages, generally demetalation will increase the surface area and consequently will enhance the mass transfer. On the other hand it will affect the acidity which plays a key role in many reactions and also it will affect thermal stability of the crystals. Developing mesoporosity on the surface of one-dimensional zeolites is still more promising as compared with three-dimensional zeolites because of diffusion limitations. Applying this hierarchical technique on EU-1(EUO) zeolite which has excellent applications in diverse acid-catalyzed reactions, including methanol and dimethyl ether to olefins will improve the conversion and also can be functionalized to improve the selectivity towards a specific valuable products. The desilicated samples were further treated by nitric acid which called sequential treatment. In the sequential alkaline and acid treatment the best characterization and testing results were observed on EU-1 (0.5,4). Characterization results show promising features for the sequential acid and alkaline treatments on EU-1 zeolite. The mesoporosity increased by 15% for EU-1 (0.5,4) sample as compared with the parent sample, the total acidity also increased from 0.27 to 0.52 mmol/g. The treated samples were evaluated for converting dimethyl ether to olefins. The conversion increased from 37% to 48% together with increasing of propylene selectivity form 11% to 24%.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Chemical Engineering
Department:	College of Chemicals and Materials > Chemical Engineering
Committee Advisor:	Al-Amer, Adnan
Committee Members:	Malaibari, Zuhair and Hossian, Mohammed and Abdur Razzak, Shaikh
Depositing User:	MOHAMED HASSAN MOHAMED AHMED (g201203040)
Date Deposited:	16 Mar 2015 05:37
Last Modified:	01 Nov 2019 15:45
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/139480