oxidative dehydrogenation of n-butane to 1,3-butadiene over bimettalic Bi-Ni oxide supported catalysts. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF My_Thesis.pdf Download (2MB) | Preview

Arabic Abstract

تأثيرالمواد الحاملة مختلفة مثل :كربيد التيتانيوم، كربيد السيليكون و سيليكالايت على الاداء التحفيزي لحفازات النيكل و البزموت الثنائية لعملية نزع الهيدروجين المؤكسد من البيوتان لإنتاج البيوتاديين تمت دراستها.طريقة التحميل المشترك اتبعت لتحضير كل الحفازات، حيث أن كمية النيكل والبزموت تم تثبيتها عند 30% و 20% علي التوالي. تمت دراسة خواص الحفازات المصنعة باستخدام طريقة انكسار الاشعة السينية، الامتزاز الحراري المبرمج و الاختزال الحراري المبرمج. أوضح التقييم التحفيزي ان حفاز ثنائي النيكل و البزموت المحمول علي كربيد التيتانيوم ابدى اعلى انتقائية لنزع الهيدروجين (83.7%) ، حيث انا البيوتاديين تكون بنسبة (50.7%) و هي اعلي مقارنة مع انتقائية البيوتين (33%). ترتيب انتقائية البيوتاديين على الحوامل المختلفة هو:كربيد التيتانيوم > كربيد السيليكون > سيليكالايت. الحوامل المختلفة التي تمت دراستها اعطت أداء مختلف بسبب اختلاف قابلية كل حامل علي التفاعل مع المعادن المثبتة عليه نتيجة لاختلاف التشتت و الاختزال و الخاصية الحمضية و القاعدية. بخصوص الحفاز المحمول علي كربيد التيتانيوم، العديد من العوامل التشغيلية تمت دراستها نسبة البيوتان/الاكسجين و درجة حرارة التفاعل و السرعة.الحفاز المحمول علي كربيد التيتانيوم ابدى استقرار مقبول حسب اختبار الاستقرارية لمدة عشرة ساعات، حيث لم يلاحظ اي فقدان لنشاط الحفاز. الأداء المحسن لهذا الحفاز عٌزٍيً للاثر المتآزر لخاصية الاكسدة و الاختزال و التشتت المنتظم لاكاسيد المعادن، بالاضافة للقاعدية القوية و الحامضية الضعيفة.تم تطوير النماذج الحركية أستنادا على البيانات العمليةلإختبار للحفاز المحمول علي كربيد التيتانيوم في مفاعل مثبت عند دراجات حرارة تتراوح من 350-500 درجة مئوية. و قد أستخدم نموذج قانون القوة لتقدير المعاملات الحركية بإستخدام برنامجMatlab..

English Abstract

The influence of different supports such asTiC, SiC and silicalite on the catalytic performance of bimetallic Bi-Ni oxide supported catalysts for the oxidative dehydrogenation of n-butane (hereafter named ODH) to 1,3-butadienewas investigated. The co-impregnation technique was followed to synthesize all the catalystswhere the metal content of Bi and Ni was maintained at 30 and 20 wt% respectively.The catalysts were characterized by BET, XRD, CO2/NH3-TPD and H2-TPR measurement techniques. The catalytic evaluation showed that bimetallic Bi-NiO/ TiC catalyst exhibited the highest dehydrogenation selectivity of 83.7%, while the formation of butadiene remained at 50.7% and greater compared to butenes (33%). The selectivity to butadiene followed the sequence: Bi-Ni/TiC > Bi-Ni/SiC > Bi-Ni/Silicalite.The different supports investigated showed varying performance due to difference in their ability to interact actively with the metal species in terms of dispersion and reducibility as well as acidic/basic character. As regards Bi-NiO/ TiC, a wide range of operating parameters were investigated, including O2/n-C4H10 ratio, reaction temperature and space velocity. The Bi-Ni/TiC catalyst exhibited satisfactory stability as proven by 10 hours on stream test, where no significant catalyst deactivation was observed.The improved performance of Bi-NiO/ TiC can be ascribed to the synergetic effect of redox property, uniform dispersion of Bi-Ni-O metal oxides over TiC and couple of strong basicity and weak acidity.Kinetic modeling wasdeveloped for the Bi-NiO/ TiC catalyst based on experiments performed in fixed bed reactor at a temperature range 350-500 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
Committee Members:	al-jundi, isam and ba-shammakh, mohammed
Depositing User:	OMER ELMAHADI (g201510630)
Date Deposited:	11 Jun 2017 08:42
Last Modified:	31 Dec 2020 08:51
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/140370