Preparation, Characterization and Performance Evaluation of Monolith based Zeolite Coated Catalyst for the Conversion of Methanol to Propylene. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF MS_Thesis_Muhammad_Haris_Final.pdf Download (3MB) | Preview

Arabic Abstract

ZSM5 تم انتاج البروبالين من الميثانول باستخدام حفازال بصيغته الاصلية بنسب سيلكا الي امونيا تراوحت من 30 الى 410. تم تجميع معلومات التفاعل من مفاعل ثابت تحت ضغظ جوي واحد ودرجة حرارة 500 درجة موية وسرعة تدفق وزنية 11, 15, و 19 1/ساعة. اظهرت النتائج ان معدل انتاج البروبالين تراوحت بين 9 الى 20 بالمئة بينما تراوحت معدلات الانتقائية من 25 الى 48%. كما اظهرت النتائج ان الحد الاقصى لأنتاج وانتقائية البروبالين كان للحفاز المحتوي على 280 جزيء سيلكا لكل جزيء المنيوم. تم طلاء هذا الحفاز بلاصق بنسبة مؤية 2%. اظهرت النتائج تحسن واضح في قيم الانتاج والانتقائية للبربيلين للحفاز المطلي بنسبة الى الحفاز غير المطلي. تم فحص الخصائص السطحية لجميع الحفازات المحضرة باستخدام تقنيات (NH3- TPD) (SEM) ((XRD (EDX) و ( الادمصاص النيتروجيني) و (TGA). اظهرت نتائج فحص الي NH3-TPD)) ان حامية السطع تقل عند زيادة نسبة السيليكا للألومينا في جميع العينات. كما اكدت نتائج فحص ال XRD بوضوح انه تم خفض بلورية الزيرلات المطلي. كذلك عكست النتائج فحص SEM تناسق الطلاء خلال قنوات الحفاز المطلي . اثتبت النتائج ان زيادة معدل الانتاج والانتقائية يؤدي لخفض المقاومة الداخلية لانتقال المادة خلال فتحات الحفاز المطلي وكان لهذا دور بارز في تسارع عملية تفريغ البروبلين عند انتاجه على سطح الحفاز

English Abstract

Propylene was produced from methanol using both pelletized and monolith coated ZSM-5 with silica to alumina (SiO2/Al2O3) molar ratio of 30, 50, 80, 280, and 410. Reaction data was collected using a fixed bed reactor at 1 atm, 500 °C, and weight hourly space velocity (WHSV) of 11, 15, and 19 h-1. The results reveal that the yield and the selectivity of propylene ranged from 9 to 20% and 25 to 48%, respectively. The maximum yield and selectivity of propylene were obtained for the pelletized ZSM-5 with SiO2/Al2O3 molar ratio of 280. The ZSM-5 with SiO2/Al2O3 molar ratio of 280 was coated with 2 wt. % binder through dip coating method. The results indicate considerable improvements in both the yield and the selectivity of propylene. The surface properties of the pelletized and the prepared monolith catalysts were characterized using the NH3-Temperature Program Desorption (NH3-TPD), the Scanning Electron Microscope (SEM), the X-Ray Diffraction (XRD), the Energy Dispersed X-Ray Spectroscopy (EDX), the N2 Adsorption/ Desorption, and the Thermogravimetric Analysis (TGA). The NH3-TPD results showed that the acidity decreases by increasing the silica to alumina ratio. The XRD analysis of the coated monolith catalyst confirmed that the crystallinity of ZSM-5 is preserved during the coating process. The SEM images revealed a uniform catalyst coating in the channels of the monolith structure. The high yield and selectivity of propylene on the monolith catalyst are attributed to the reduction of internal mass transfer resistances in the monolith; which consequently accelerated the rate of desorption of propylene and other olefins. The fast desorption of the products also reduced the coke formation on the catalyst.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Chemical Engineering
Department:	College of Chemicals and Materials > Chemical Engineering
Committee Advisor:	Al-Baghli, Nadhir A. H.
Committee Co-Advisor:	Ahmed, Shakeel
Committee Members:	Malaibari, Zuhair Omar and Hossain, Mohammad M. and Abussaud, Basim Ahmed
Depositing User:	MUHAMMAD HARIS (g201304310)
Date Deposited:	28 Dec 2015 05:05
Last Modified:	01 Nov 2019 16:31
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/139789