چکیده:
دراین تحقیق، بررسی روشهای مختلف ساخت کاتالیست و همچنین بررسی افزودن ارتقاء دهنده های اکسید زیر کونیوم و اکسید سریم با روش پیش تلقیح بر عملکرد و کارآیی کاتالیست  صورت گرفته است. تاثیر عوامل فوق در میزان تبدیل CO ، گزینش پذیری محصولات تولیدی و مطالعات انتقال جرم بر روی کاتالیستهای گرانول   بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که افزودن اکسید زیر کونیوم قابلیت احیاء شدن را افزایش می دهد و تا حدودی گزینش پذیری متان و فعالیت کاتالیست را افزایش می دهد، همچنین افزودن اکسید سدیم گزینش پذیری محصولات   را افزیش داده و میزان تبدیل CO نیز افزایش می یابد. همچنین بهترین قطر کاتالیست و بهترین ربی خوراک برای نادیده گرفتن محدودیتهای نفوذی مورد مطالعه قرار گرفته است.

پیشگفتار:
با توجه به منابع عظیم زغالسنگ و گاز طبیعی و کاهش منابع نفت خام و همچنین افزایش ارزش نفت خام و پر مصرف بودن سوختهای مایع، نقش و اهمیت سنتز فیشر- تروپش روزبه روز بیشتر می شود. سنتز فیشر- تروپش که اصلی ترین مرحلة فرآیند   می باشد، عبارت از تولید هیدروکربنهای خطی از گاز سنتز، که گاز سنتز مخلوطی از CO و   است، می باشد. منابع گاز سنتز، گاز طبیعی، زغالسنگ و توده های زیستی هستند. سنتز هیدروکربنها در این فرآیند در حضور کاتالیستهای آهن و کبالت انجام می پذیرد که کاتالیست کبالت از فعالترین کاتالیستهای مورد استفاده قرار گرفته می باشد. در این تحقیق به بررسی روشهای ساخت کاتالیست کبالت بر پایة گاما آلومینا و تعیین میزان تبدیل CO و گزینش پذیری محصولات تولیدی پرداخته ایم و از دو ارتقاء دهندة اکسید زیر کونیوم و اکسید سریم استفاده کرده ایم.

فصل اول:
فرآیند GTL و فرآیند فیشر- تروپش، مکانیزم و کاتالستیهای FTS
مقدمه
با توجه به منابع عظیم گاز طبیعی در جهان و افزایش بی رویه قیمت نفت خام و سوختهای مایع و گران بودن هزینة انتقال سوختهای مایع و گاز به بازارهای مصرف که گاهاً مسافتهای طولانی را شامل می شود، تبدیل گاز طبیعی به گاز سنتز و تیدیل گاز سنتز به هیدروکربنهای خطی به وسیلة سنتز فیشر- تروپش، یک فرآیند امید بخش و از نظر اقتصادی موجه می باشد، که علاوه بر تولید سوختها، مختلف، مواد شیمیایی خاصی را نیز تولید می کند که در صنعت نیازمند این مواد هستیم.
فرآیند فیشر- تروپش(FTS)
تولید هیدروکربنهای مایع از گاز سنتز  یک فرآیند امید بخش و اقتصادی برای تولید مواد شیمیایی و سوختها از توده های زیستی ، زغالسنگ و گاز طبیعی به شمار می رود. با توجه به منابع وسیع زغالسنگ و گاز طبیعی و کاهش منابع نفت خام و موثر و مفید بودن سوختهای مایع، نقش و اهمیت سنتز فیشر- تروپش افزایش یافته است. این سنتز یک نقش کلیدی در فرآیندهای گاز به مایع (GTL) ایفاء می کند، که GTL فرآیند روبه رشدی می باشد. سنتز فیشر- تروپش می تواند با خوراک گاز سنتز حاصل از گازی کردن زغالسنگ، گاز طبیعی و توده زیستی انجام پذیرد. در فرآیند GTL چهار مرحله مد نظر می باشد:۱) تولید گاز سنتز
۲)خالص سازی گاز سنتز     ۳)سنتز فیشر- تروپش  ۴)جداسازی محصولات ]شکل ۶٫۳۰[ . زغالسنگ با اکسیژن و بخار، گازی می شود و گاز سنتز تولیدی، برای خالص سازی از نیتروژن و سولفور عاری می شود، زیرا این دو عنصر می توانند باعث غیر فعال شدن کاتالیستهای FTS بشوند. گاز سنتز خالص شده به راکتور بستر ثابت، یا بستر سیال و یا راکتور دو غابی منتقل می شود. این راکتور شامل کاتالیستهای آهنی و یا کاتالیستهای کبالت می باشد. (هر چقدر گاز سنتز خالص تر باشد و یا نسبت   باشد از کاتالیستهای کبالت استفاده می شود.) سپس گاز سنتز به هیدروکربنهایی نظیر متان و هیدروکربنهای سبک و واکس و محصولات مایع تبدیل می شود.

دانلود فایل