بخشی از مقاله
مقدمه
صنايع نفت و انرژي به گاز هيدروژن و گاز سنتز نياز فراوان دارند. گاز سنتز به مخلوط منو اکسيد کرين و هيدروژن گفته مي شود. گاز هيدروژن در پالايشگاههاي نفت مصرف ميشود تا سوخت بهتري از نظر محيط زيست به بازار مصرف تحويل دهند.
گاز سنتز ماده اوليه توليد بسياري از مواد شيميايي از جمله متانول مي باشد.
سردسته هيدروکربنها گاز متان است . چندين روش جهت تبديل هيدروکربنها به گاز سنتز در صنعت مورد استفاده است . تبديل هيدروکربنها به گاز سنتز را فرايند ريفرمينگ مي نامند. دي اکسيد کربن ريفرمينگ متان که به آن ريفرمينگ خشک مي گويند معادله ١.[١]ريفرمينگ متان با بخار آب هيدرو ريفرمينگ است معادله ٢.[٢]با اکسيداسيون جزئي متان نيز فرايند ريفرمينگ انجام مي گيرد . معادله ٣.[٣] ريفرمينگ متان با بخار آب و گاز اکسيژن را اوتو ترمال ريفرمينگ مي گويند. معاله ٤.[٤]
توليد گاز هيدروژن در فرآيند هيدروفرمينگ از فرايندهاي ديگر بيشتر است . دي اکسيد کربن ريفرمينگ متان در نيروگاههاي گازي مي تواند مورد استفاده قرار گيرد. چندين نيروگاه در آمريکا از اين فرآيند استفاده مي کنند. لذا هر ساله از ورود ميليونها تن گاز دي اکسيد کربن به هوا جلو گيري مي شود. در ايران هم در اين زمينه تلاشهايي شده است .
٢- تتنظيم کارهاي آزمايشگاهي و مراحل آن
ساخت کاتاليزور
مواد لازم عبارتند از هپتا موليبدات آمونيم تترا هيدرات نيترات نيکل هگزا هيدرات
، اکسيد زيرکونيم (.٢.ZrO).
نانو کاتاليزور به روش القايي (impregnation) تهبه شده است . جهت مطالعه خواص اين کاتاليزور از
XRD,TEM, FTIR استفاده شده است .
بررسي نتيجه طيف سنج پراش اشعه ايکس (XRD) نانوکاتاليست .٢.Ni-Mo/ZrO نشان مي دهد که پيک هايي از NiO٢، MoO3 و ZrO2 وجود دارند. پيک هاي مربوط به نيکل به صورت و پيک هاي موليبدنيم به صورت MoO3 در و همچنين پيک هاي موليبدنيم به صورت مشترک با ZrO٢ در ٨١، ٥٩=с٢ ظاهر شده اند.
پيک هاي Zr بصورت و ZrO2در ٧٤،٦٢، ٥٣، ٣٥، ٣٤، ٣٠= с٢مشاهده شده است . بنابراين مي توان گفت که نيکل فلزي و موليبدنيم به خوبي بروي پايه کاتاليزور يعني ZrO٢ جاي گرفته اند.
نمودار (١) – الگوي XRD نانوکاتاليست ٢.Ni-Mo.ZrO
نمودار (٢) طيف بدست آمده FT- IR نانو کاتاليست .٢.Ni-Mo/ZrOرا نشان مي دهد. فرکانس هاي کششي فلز- اکسيژن (M-O) را مي توان در ناحيه همراه با ارتعاشات پيوندهاي (Zr-O) و (M-O- Zr) مشاهده کرد. بنابر اين فرکانس هاس کششي کبالت – اکسيژن (O –Ni ) و (O –Mo ) و (Zr –O –Ni ) را مي توان در نواحي .cm-1 ٦٦٩ و
-1.cm ٧٦٩مشاهده کرد. ديگر پيوند جذبي مهم دراين ناحيه . ١- .Cm ٤٩٣است که مربوط به ارتعاشات (Zr-O) در( .٢.ZrO) مي باشد. بنا بر اين مي توان نتيجه گرفت که Mo –Ni بر روي ZrO قرار گرفته است . ديگر پيوند جذبي در ناحيه ١- .Cm ٤٩٣است که مربوط به ارتعاشات (Zr-O) در .٢.ZrO مي باشد. بنابر اين مي توان نتيجه گرفت که Ni-Mo بر روي (.٢.ZrO) قرار گرفته است . فرکانس هاي کششي کبالت – اکسيژن (O –Ni ) و (O–Mo ) و (Ni Ni– O- Zr) را مي توان در نواحي
مشاهده کرد.
شکل (١ ) تصاوير مربوط به ميکروسکوپ الکتروني عبوري (آناليز TEM) نانو کاتاليست مي باشد. اندازه کريستالي نمونه کلسينه شده در دماي ٦٥٠ درجه سانتيگراد را در محدوده ٣٥ تا ٥٠ نانومتر نشان داده شده است .
