ZEOLITE CATALYSTS FOR THE CATALYTIC CRACKING OF HIGHER OLEFINS TO BASIC PETROCHEMICALS. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF Amr_Abdalla's_Thesis.pdf Download (2MB) | Preview

Arabic Abstract

تتم دراسة تكسير الأوليفنات العليا لإنتاج البروبيلين كتقنية مستهدفة للبروبلين كمنتج أساسي من أجل تلبية الطلب العالمي المتزايد للبروبيلين. في هذه الدراسة، تم تعديل سطح العامل الحفاز ZSM-5 عن طريق ترسيب السيليكا بإستخدام طريقة ترسيب السائل الكيمايائي (CLD) و كذلك تم التعديل بواسطة الهيكلة-الجوهرية لمركب مادة السيليكالايت بإستخدام طريقة حرارية مائية. العوامل الحفازة المعدلة تم توصيفها بإستخدام طرق فيزيوكيميائية مختلفة مثل: حيود الأشعة السينيية , الإمتزاز مبرمج درجة الحرارة TPD، إمتصاص و إمتزاز النتروجين و تحليل مجهر المسح الإلكتروني. تم إجراء التكسير الحفزي لعنصر 1-بيوتين بإستخدام عوامل الحفازة (ZSM-5) المعدلة. تم التوصل إلى أن إنتاجية البروبيلين كانت لي للعامل الحفاز المعدل التعديل بواسطة الهيكلة-الجوهرية لمركب مادة السيليكالايت بالمقارنة مع العامل الحفاز المعدل عن طريق ترسيب السيليكا بإستخدام طريقة ترسيب السائل الكيمايائي. أظهر العامل الحفاز المعدل عن طريق ترسيب السيليكا بإستخدام طريقة ترسيب السائل الكيمايائي نسبة بروبيلين إلى إيثيلين تساوي 1.7 بينما كانت تلك النسبة للعامل الحفاز المعدل التعديل بواسطة الهيكلة-الجوهرية لمركب مادة السيليكالايت تساوي 3.0. النشاط الحفزي العالي للعامل الحفاز المعدل التعديل بواسطة الهيكلة-الجوهرية لمركب مادة السيليكالايت يمكن أن يعزى للمواقع الحمضية الضعيفة و السيطرة الفعالة على المواقع الحمضية الخارجية، مما يقلل تفاعلات نقل الهيدروجين التي تؤدي إلي تكوين الألكانات و العطريات. تم التحقق من فعالية السطح الخارجي بإستخدام التكسير الحفزي لTriisopropylbenzene . و أظهر العامل الحفاز المعدل التعديل بواسطة الهيكلة-الجوهرية لمركب مادة السيليكالايت أستقرار ممتاز على مدى 50 ساعة لتكسيير عنصر 1-بيوتين. تم توضيح النماذج الحركية للعامل الحفاز ZSM-5 بنسبة سليكا إلي ألمونيا تساوي 1500 بناء عل تجارب أجريت على العامل الحفاز في مفاعل مثبت عند درجات حرارة تتراوح من 250-400 درجة مئوية. أستخدم برنامج MATLAB نموذج قانون القوة لتقدير المعاملات الحركية.

English Abstract

Higher olefin cracking is investigated to produce propylene as on-purpose propylene technology in order to meet the growing global demand of propylene. Surface modification of ZSM-5 catalyst was carried out by silica deposition using chemical liquid deposition (CLD) method as well as core shell silicalite composite material by hydrothermal method. The modified ZSM-5 catalyst was characterized using various physiochemical methods such as XRD, TPD, N2 adsorption-desorption and SEM analysis. Catalytic cracking of 1-butene was carried out using modified ZSM-5 catalysts. The propylene yield was higher for core-shell silicalite composite as compared to silica deposition through CLD method. Silica deposited using CLD method showed propylene-to-ethylene (P/E) ratio of 1.7, whereas core-shell silicalite composite resulted in P/E ratio of 3.0. The higher catalytic activity of core-shell silicalite composite can be attributed to weak acid sites and effective control of external acid sites, which reduces the hydrogen transfer reactions that form alkanes and aromatics. The effective external surface passivation was verified using catalytic cracking of triisopropyl benzene. The core-shell silicalite composite showed excellent stability over 50 hours for the cracking of 1-butene stream. Kinetic modeling was developed for the ZSM-5 with SiO2/Al2O3 of 1500 based on experiments performed in fixed bed reactor at a temperature range 250-400 oC. MATLAB program used power law model to estimate the kinetic parameters.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Chemical Engineering
Department:	College of Chemicals and Materials > Chemical Engineering
Committee Advisor:	Al-Khattaf, Sulaiman Saleh Fahad
Committee Members:	Ba-Shammakh, Mohammed Saleh and Hossain, Mohammad Mozahar
Depositing User:	AMR IBRAHIM (g201404580)
Date Deposited:	26 Jan 2017 10:33
Last Modified:	01 Nov 2019 16:36
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/140164