Please use this identifier to cite or link to this item:
https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/71147
| Title: | n-Alkanes aromatization over Pt-containing zeolite catalysts |
| Other Titles: | การศึกษาการเกิดปฏิกิริยาอะโรมาไทเซชันของนอร์มัล-อัลเคนบน ตัวเร่งปฏิกิริยาชนิดแพลทินัมบนซีโอไลต์ |
| Authors: | Siriporn Jongpatiwut |
| Advisors: | Somchai Osuwan Thirasak Rirksomboon Resasco, Daniel E |
| Other author: | Chulalongkorn University. The Petroleum and Petrochemical College |
| Subjects: | ปริญญาดุษฎีบัณฑิต |
| Issue Date: | 2002 |
| Publisher: | Chulalongkorn University |
| Abstract: | The aromatization of n-hexane was investigated on 1% Pt-containing L-zeolite catalysts under clean, sulfur-, and water-containing feeds whereas the aromatization of n-octane was studied only under clean feed on different Pt-containing large-pore zeolite catalysts. In the studies of n-hexane, PtKL and Pt/KL-containing rare earth (RE; Ce and Yb) catalysts were prepared by vapor phase impregnation (VPI) method. Pt/KL was also prepared by incipient wetness impregnation (IWI) method. The influence of RE promoters to catalytic performance under clean, sulfur-, and water-containing feeds was studied. It was found that the addition of rare earth element could enhance the catalytic acitivity in the presence of sulfur. Morphology of platinum clusters in the catalysts was investigated by a combination of characterization techniques i.e. FT-IR of adsorbed CO, hydrogen chemisorption, and EXAFS. The Pt/KL prepared by VPI method was also tested for the aromatization of n-octane. The results indicate that the activity was low and it quickly dropped after a few hours on stream. The product distribution obtained shows benzene and toluene as the dominant aromatic compounds, with small amount of ethylbenzene and o-xylene, which are the expected products from the direct closure of six-member ring. The analysis of the product evolution as a function of conversion indicates that the benzene and toluene obtained are secondary products resulting from the hydrogenolysis of ethylbenzene and o-xylene. Themperature programmed oxidation and sorption studies on spent catalysts demonstrate that the rapid deactivation is due to pore blocking by coke formation. The aromatization of n-octane was further studdied on 1%-Pt-containing other large pore zeolit catalysts, which are Pt/K-BEA, Pt/K-MAZ, and Pt/K-FAU catalysts. The Pt/KL, still, exhibits unique property among the zeolite catalysts. The results from FT-IR of adsorbed CO, hydrogen chemisorption and temperature programmed desorption of ammonia indicate that the superior property of Pt/KL is due to high Pt dispersion stabilized inside zeolite channel and lacking of high acid strength. Product distribution and coke formation were also discussed. |
| Other Abstract: | ตัวเร่งปฏิกิริยาชนิดแพลทินัมบนซีโอไลต์แอลซึ่งมีประจุบวกเป็นโพแทสเซียม (Pt/KL) ถือว่าเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อปฏิกิริยาอะโรมาไทเซชันของนอร์มัล-เฮกเซน เนื่องจากตัวรองรับชนิดนี้ไม่มีคุณสมบัติที่เป็นกรดซึ่งจะทำให้เกิดปฏิกิริยาแตกตัวและเปลี่ยนโครงสร้างเป็นไอโซเมอร์ อย่างไรก็ดี พบว่าตัวเร่งปฏิกิริยาชนิดนี้จะเสื่อมอย่างรวดเร็วในสภาวะที่มีซัลเฟอร์เจือเพียงเล็กน้อยเท่านั้น งานวิจัยนี้ได้ศึกษาการเพิ่มความต้านทานซัลเฟอร์โดยการเติมธาตุในอนุกรมแลนทาไนด์ซีเรียม (Ce) และ อิทเธอเบียม (Yb) งานวิจัยนี้เตรียมตัวเร่งปฏิกิริยา Pt/KL Pt/Ce-KL และ Pt/Yb-KL โดยวิธีระเหิดสารประกอบโลหะแพลทินัมเข้าไปยังโพรงของซีโอไลต์ (vapor phase impregnation) และนำตัวเร่งปฏิกิริยาชนิดต่าง ๆ มาศึกษาความว่องไวและความเฉพาะเจาะจงในการเกิดเป็นสารอะโรมาติกส์จากนอร์มัล-เฮกเซน ภายใต้สภาวะต่าง ๆ ได้แก่ สารตั้งต้นบริสุทธิ์ สารตั้งต้นที่มีซัลเฟอร์เจอ และ สารตั้งต้นที่มีไอน้ำเจือ นอกจากนี้ยังนำตัวเร่งปฏิกิริยา Pt/KL มาศ฿กษาการเกิดปฏิกิริยาอะโรมาไทเซชันของนอร์มัล-ออกเทน เปรียบเทียบกับตัวเร่งปฏิกิริยาที่เตรียมขึ้นจากซีโอไลต์ที่มีโพรงขนาดใหญ่อื่น ๆ เช่น ซีโอไลต์เบต้า (B; BEA) ซีโอไลต์โอเมกา ( ;MAZ) ซีโอไลต์วาย (Y;FAU) และซีโอไลต์วีพีไอ-ไฟว์ (VPI-5;VFI) พบว่า การเติมธาตุ Ce หรือ Yb สามารถเพิ่มความต้านทานซัลเฟอร์ได้มากขึ้น แม้ว่าภายใต้สภาวะสารตั้งต้นบริสุทธิ์ การเติมธาตุจำพวกนี้ทำให้ความว่องไวลดลงก็ตาม และได้นำตัวเร่งปฏิกิรยา Pt/KL Pt/Ce-KL และ Pt/Yb-KL มาวิเคราะห์คุณสมบัติด้วยเทคนิคต่าง ๆ ได้แก่ ความสามารถในการดูดซับแก๊สไฮโดรเจน สเปกตรัม FT-IR ของโมเลกุลคาร์บอนมอนนอกไซด์ซึ่งถูกดูดซับอยู่บนกลุ่มของแพลทินัม และ EXAFS เพื่ออธิบายการกระจายตัวของแพลทินัมบนตัวเร่งปฏิกิริยาชนิดต่าง ๆ จากการศึกษาปฏิกิริยาอะโรมาไทเซชันของนอร์มัล-ออกเทน โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา Pt/KL พบว่า ความว่องไวและความเจาะจงในการเกิดสารอะโรมาติกส์ต่ำ และความว่องไวลดลงอย่างรวดเร็วเมื่อเทียบกับปฏิกิริยาของนอร์มัล-เฮกเซน อะโรมาติกส์ส่วนใหญ่ที่ได้จากปฏิกิริยาคือ เบนซีนและ โทลูอีน จากการศึกษาปฏิกิริยาที่อุณหภูมิ และเวลาต่าง ๆ รวมถึงการใช้สารพาราฟิน และอะโรมาติกส์ต่าง ๆ เป็นสารตั้งต้น พบว่า เบนซีนและโทลูอีนที่พบเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาไฮโดรจิโนไลซีสของ ออโต-ไซลีน และ เอทิลเบนซีน ซึ่งสารสองชนิดนี้เกิดจากการปิดวงแหวนอะโรมาติกส์โดยตรงจากนอร์มัล-ออกเทน ผลจากการศึกษาปริมาณโค้กและการแพร่ของไอโซบิวเทนบนตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้งานแล้ว ชี้ให้เห็นว่าปริมาณโค้กที่เกิดมากขึ้นไปอุดตันโพรงของซีโอไลต์ ทำให้สารตั้งต้นเข้าไปทำปฏิกิริยาภายในโพรงของซีโอไลต์ได้น้อยลงจึงทำให้ความว่องไวลดลงอย่างรวดเร็ว อย่างไรก็ดีการอุดตันนี้ยังมีผลต่อการเลือกเกิดเป็นสารอะโรมาติกส์ชนิดต่าง ๆ อีกด้วย ในการศึกษาการเกิดปฏิกิริยาอะโรมาไทเซชันของนอร์มัล-ออกเทนบนตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีตัวรองรับเป็นซีโอไลต์ที่มีโพรงขนาดใหญ่ชนิดอื่น ๆ พบว่า Pt/KL ยังคงให้ผลในการเกิดปฏิกิริยานี้ดีที่สุด เมื่อเทียบกับตัวเร่งปฏิกิริยา Pt/K-BEA Pt/K-MAZ และ Pt/K-FAU จากเทคนิคการวิเคราะห์ความสามารถในการดูดซับแก๊สไฮโดรเจน และ สเปกตรัม FT-IR ของโมเลกุลคาร์บอนมอนนอกไซด์ซึ่งถูกดูดซับอยู่บนกลุ่มของแพลทินัม พบว่า ข้อดีของตัวเร่งปฏิกิริยา Pt/KL คือภายใต้สภาวะรีดักชัน แพลทินัมยังคงกระจายตัวได้ดีในโพรงของซีโอไลต์ในขณะที่แพลทินัมบนตัวเร่งปฏิกิริยาชนิดอื่น ๆ |
| Description: | Thesis (Ph.D)--Chulalongkorn University, 2002 |
| Degree Name: | Doctor of Philosophy |
| Degree Level: | Doctoral Degree |
| Degree Discipline: | Petrochemical Technology |
| URI: | http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/71147 |
| ISSN: | 9741713665 |
| Type: | Thesis |
| Appears in Collections: | Petro - Theses |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| Siriporn_jo_front_p.pdf | หน้าปก บทคัดย่อ และสารบัญ | 1.22 MB | Adobe PDF | View/Open |
| Siriporn_jo_ch1_p.pdf | บทที่ 1 | 748.6 kB | Adobe PDF | View/Open |
| Siriporn_jo_ch2_p.pdf | บทที่ 2 | 1.82 MB | Adobe PDF | View/Open |
| Siriporn_jo_ch3_p.pdf | บทที่ 3 | 1.54 MB | Adobe PDF | View/Open |
| Siriporn_jo_ch4_p.pdf | บทที่ 4 | 1.15 MB | Adobe PDF | View/Open |
| Siriporn_jo_ch5_p.pdf | บทที่ 5 | 1.04 MB | Adobe PDF | View/Open |
| Siriporn_jo_ch6_p.pdf | บทที่ 6 | 610.38 kB | Adobe PDF | View/Open |
| Siriporn_jo_back_p.pdf | บรรณานุกรม และภาคผนวก | 2.03 MB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.