پایان نامه بررسی فعالیت کاتالیست های اسید جامد مصرفی در فرآیند الکیلاسیون

دانشگاه آزاد اسلامی
واحد تهران جنوب
دانشکده تحصیلات تکمیلی
”M.SC” سمینار برای دریافت درجه کارشناسی ارشد
مهندسی شیمی – مهندسی شیمی
عنوان :
بررسی فعالیت کاتالیست های اسید جامد مصرفی در فرآیند الکیلاسیون

چکیده

در این سمینار به بررسی فعالیت اسیدهای جامد در فرآیند الکیلاسیون پرداخته شده است . ابتدا در فصل اول کلیاتی در رابطه با روش کار و تحقیق بیان شده است در فصل دوم به بررسی مکانیسم الکیلاسیون پرداخته شده است وفرایند تانک زمان به صورت کامل شرح داده شده است . در فصل سوم به بررسی اسیدهای جامد و سوپر اسیدها پرداخته شده است . در این سمینار به صورت ویژه به بررسی فعالیت اسید جامد زیرکونیای سولفاته پرداخته شده است و فعالیت این اسید جامد با زئولیتها در فصل سوم به صورت کامل مقایسه شده است.

مقدمه

در اوایل قرن بیستم مهندسین ماشین به این نتیجه رسیدند که موتورها بدون ضربه ، نرمتر و با بازدهی بیشتری کار می کنند . در سال 1916، Tomas Midgely یک دانشمند محقق که در آزمایشگاه های تحقیقاتی شهر Dayton، کار می کرد پس از انجام یک سری از آزمایشات دریافت که اضافه کردن ید به بنزین به طور موثری باعث کاهش ضربه در موتور می شود . اوضربه های موتور را ناشی از کیفیت پایین احتراق سوخت که بعد ها به نام شاخص اکتان شناخته شده است دانست افزودن ید به بنزین باعث افزایش اکتان و کاهش ضربه موتور گردید. ولی در عین حال دو مشکل اساسی در بر داشت: 1- خورندگی 2- قیمت بالا

در یک کار تحقیقاتی مکمل در سال 1917، Charles kettering و Midgely اتیل الکل و بنزین را مخلوط کرده و دریافتند که مخلوط الکل و بنزین سوخت مناسبی برای موتور است ونسبت به سایر مواد افزودنی دارای مزایای بیشتری است . زیرا تمیز وبدون هر آلودگی میسوزد و بدون ایجاد ضربه، تولید نسبت تراکم بیشتری در داخل موتور می کند و به دلیل افزایش عدد اکتان ، تولید اسب بخار بیشتری می کند.

Midgely در سال 1921 خواص تترا اتیل سرب (TEL) را کشف کرد. یک لیتر از TEL برای عمل آوردن 1150 لیتر بنزین کافی بود. سپس تحقیقات برای افزودن اتانول به بنزین ادامه پیدا کرد. ولی شرکت های نفتی مصرف  را به عنوان ماده افزودنی بنزین ترجیح می دادند زیرا افزودن اتانول به بنزین، مصرف بنزین وسایل نقلیه را 20 الی 30 درصد کاهش می داد.

پس در سال 1996 مصرف بنزین سرب دار برای وسایل نقلیه در ایالت متحده آمریکا ممنوع شد . به دلیل عدم امکانات وسرمایه هنوزهم در خیلی از کشورها بنزین سربدار مصرف می شود.در سال 1970 لایحه (Clean Air Act) قانونی شد و مصرف بنزین بدون سرب تدریجاً از سال 1973 در ایالات متحده آغاز شد. قوانین ایجاد شده توسط (Clean Air Act) برای غلبه در مسائل زیست محیطی، از طریق کاهش تشکیل ازت در سطح زمین و نشر مونواکسید کربن از وسایل نقلیه همچنین کاهش نشر اکسیدهای سنگین SOx و NOx از اگزوزها، بنا شدند برای این منظور بنزین باید ویژگی های زیر را داشته باشد:

1- فراریت پایین: کاهش فشار بخار بنزین (RVP) به ویژه در طول ماه های تابستان باعث کاهش میزان ازت می شود. حذف بوتان ها و حتی CO ها از بنزین به دستیابی به این ویژگی در بنزین می انجامد.

2- محدودیت در میزان آروماتیک ها بخصوص بنزن: این مساله با کاهش برش بالای بنزین FCC انجام پذیر است.

3- افزایش ترکیبات اکسیژن دار: TAME و MTBE دو ترکیب برای این منظور هستند.

4- کاهش میزان الفین ها: این هدف با حذف الفین های CO از بنزین Fcc قابل دستیابی است. در ضمن حذف الفین های CO باعث کاهش بیشتر (RVP) می شود.

5- کاهش میزان گوگرد: این هدف نیازمند هیدروترتینگ (Hydrotreating) خوراک Fcc یا برش سنگین (heavy-end) بنزین Fcc می باشد.

6- حذف سرب: حذف سرب باعث کاهش عدد اکتان بنزین می شود که باید با جریان های دیگر وارد شوند، به استخر (Pool) بنزین جبران شود.

به نظر می رسد که الکیلات (محصول فرآیند الکیلاسیون) می تواند در تنظیم استخر جدید بنزین کمک کند. زیرا الکیلات عدد اکتان بالایی دارد. و عدد اکتان بالای آن به دلیل مقدار زیاد پارافین شاخه دار کم واکنش پذیر موجود در آن حساسیت کمی دارد. با توجه به این مطلب می توان افزایش ظرفیت الکیلاسیون در سال های آتی را، به ویژه اگر محدودیت های استفاده از کاتالیست های اسید مایع با ساخت کاتالیست پایدار جامد جدید برطرف شود، انتظار داشت. حال در ادامه توضیحاتی را پیرامون الکیلات ارائه می نماییم.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.