Surface modified zeolite catalysts for the hydrous pyrolysis of heavy oil. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF (MS Thesis) Thesis_final_15.02.2016.pdf Download (3MB) | Preview

Arabic Abstract

تم تعديل سطح المحفز الزيوليتي من نوع بيتا زيولايت ( نسبة جزيئات السيلكا إلى الألومنيوم=150) لتحسين سطحه لمقاومة الماء واستقراره باستخدام المركب العضوي السيلاني. تم غرس المركب العضوي ثلاثي فينيل السيلاني على السطح الخارجي من محفزات البيتا من خلال تقنيتين هما الترسب في الحالة البخارية و الترسبب في الحالة السائلة. واستخدمت التقنيات التالية لتوصيف الزيولايت مثل حيود الأشعة السينية، و الإمتصاص الحراري المبرمج، و مقياس مساحة السطوح و حامضية السطوح لتوصيف هذه المحفزات. محفز بيتا المعدل بالمركب العضوي السيلاني احتفظ بالبلورات الأساسية للمحفز بعد التعديل، ومع ذلك، لوحظ انخفاض في نسبة الحموضة في دراسات مقياس حامضية السطوح. وتم تأكيد هذه النتائج عن طريق تحليل البيريدين FT-IR والتي أظهرت انخفاضا في كل من موقع حمض برونستيد ولويس بعد التعديل. تم اختبار محفز بيتا الزيولاتي قبل و بعد إضافة المركب العضوي السيلاني في مفاعل ثابت مستمر و في وجود البخار لمساعدة التكسير التحفيزي. و حيث ظهر جليا، أن المحفز المعدل بالمادة السيلانية أصبح يحمل ميزة مقاومة الماء و بالتالي كانت محفزات بيتا المعدلة أكثر استقرارا في درجة حرارة عالية في بيئة مائية. وقد وجد أن المحفزات بيتا المعدلة سواء من خلال التقنيتن احتفظت بتبلورها و نقاء المادة بعد التفاعل. وعلاوة على ذلك تم تخفيض تكون الفحم بشكل كبير في حال التحسين بالمركب السيلاني. وهذا يدل على زيادة في استقرار المواد الحفازة. علاوة على ذلك، كان ناتج المركبات الهيدروكربونية الخفيفة خلال ساعتين من التفاعل كان أعلى مقارنة مع أربع ساعات من التفاعل. وكان الناتج من الغازات، البنزين (C7-C13) والقازولين (C14-C20) في حال وجود المحفز بيتا المعالج بالسيالين هو كتالي، 11.6 مول٪، 55.7 مول٪ و 3.7 مول٪ على التوالي لمدة ساعتين من التفاعل.

English Abstract

Surface of the Beta zeolite catalyst (SiO2/Al2O3=150) was modified to improve its hydrophobicity and stability using organo-silane compound. Triphenyl silane was deposited on external surface of catalysts through two techniques i.e. vapor phase deposition and liquid phase deposition. Characterization techniques such as XRD, TPD, N2-adsorption and FT-IR pyridine were used to characterize these catalysts. Silane treated Beta catalysts retained its crystallinity after modification however, decrease in acidity were observed in NH3-TPD studies. These results were confirmed by FT-IR pyridine analysis which showed decrease in both Brønsted and Lewis acid site after modification. Parent Beta and silane treated Beta catalysts were tested in fixed-bed reactor for steam-assisted catalytic cracking of atmospheric residue. Silane treated Beta zeolites exhibited hydrophobic properties; hence the modified Beta catalysts were more stable at high temperature in aqueous environment. It was found that the Beta catalysts modified through both techniques retained their crystallinity and phase purity after reaction. Moreover coke formation was also reduced significantly over silane treated Beta catalysts. This indicates the increase in the stability of catalysts. Furthermore, lighter hydrocarbons yield from 2 h reaction time were higher as compared to reaction time of 4 h. Yield of gases, gasoline (C7-C13) and gas oil (C14-C20) over a vapor phase silane treated Beta zeolite catalyst were 11.6 mol %, 55.7 mol % and 3.7 mol % respectively for 2 h reaction time.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Chemical Engineering Research
Department:	College of Chemicals and Materials > Chemical Engineering
Committee Advisor:	Al-Amer, Adnan
Committee Co-Advisor:	Muraza, Oki
Committee Members:	Hossain, Mohammad Mozahar and Shaikh, Abdur Razzak and Malaibari, Zuhair Oma
Depositing User:	UMER KHALIL CHAUDHRY (g201305910)
Date Deposited:	03 Mar 2016 05:38
Last Modified:	01 Nov 2019 16:32
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/139889