روش نوین سنتز کاتالیست فرایند تولید دی متیل اتر


ذخایر بسیار غنی گاز طبیعی، به‌ خصوص منطقه پارس جنوبی درخلیج فارس، یکی از بزرگترین منابع ‏گازی  جهان را در اختیار دارد. نزدیکی به بازارهای جهانی بویژه کشورهای جنوب آسیا و اروپا، ایرانرا به یکی از امنترین و ‏اقتصادی‌ترین کشورهای صاحب گاز طبیعی تبدیل کرده است که نقش انکارناپذیری در منطقه خاورمیانه دارد.‏ فناوری تولید ‏متانول از گاز سنتز، فرآیندی شناخته شده است که چندین دهه مورد مطالعه قرار گرفته است. لکن در فرایند سنتز متانول به‌دلیل ‏ماهیت برگشت‌پذیر واکنش تولید این ماده، دستیابی به حداکثر میزان تبدیل گاز سنتز در یک بار گذر از راکتور محدود است. ‏تبدیل همزمان متانول به سایر مواد شیمیایی از قبیل اولفین‌ها، دی‌متیل اتر و... می‌تواند راه حل مناسبی برای کاهش محدودیت ‏تعادلی واکنش سنتز متانول باشد.‏

رضا خوشبین، دانشجوی دکتری مهندسی شیمی دانشگاه تربیت مدرس، در مورد هدف این تحقیقات ‏توضیح داد: «دی متیل اتر یکی از مهمترین محصولات تبدیل شیمیایی گاز طبیعی است که تهیه آن به روش اقتصادی لازم و ‏ضروری به نظر می‌رسد. لذا با توجه به ارزش افزوده بالای این محصول و نیز کاربردهای وسیع ‏DME، این طرح با هدف ‏بومی‌سازی دانش فنی تولید کاتالیست‌های دو عاملی فرایند تبدیل مستقیم گاز سنتز به دی متیل اتر انجام شد.»‏

در حال حاضر دی متیل اتر (‏DME‏) به‌صورت تجاری از طریق واکنش آبگیری ازمتانول و با استفاده از کاتالیست‌های ‏اسیدی تولید می‌شود. در روش نوین، این ماده از گاز سنتز و در یک راکتور منفرد بر روی کاتالیست‌های دو عاملی تولید می‌شود.‏ ‏فرایند تبدیل مستقیم گاز سنتز به ‏DME(STD‏)، علاوه‌بر کاهش هزینه‌های تولید این ماده، موجب حذف محدودیت‌های ‏تعادلی ناشی از واکنش تولید متانول و در نتیجه افزایش میزان تولید این ماده نسبت به روش غیر مستقیم خواهد شد. لذا این ‏طرح به منظور دستیابی به کاتالیست بهینه قابل استفاده در این فرایند تعریف و انجام شد.‏

خوش بین در توضیحات تکمیلی نحوه انجام این تحقیقات افزود: ‏‏«در این تحقیق، ابتدا با استفاده از نتایج حاصل از مطالعات کتابخانه‌ای، در ساختار کاتالیست دو عاملی از ترکیب ‏Cuo-ZnO-Al2O3‏ به عنوان عامل متانول ساز و زئولیتHZSM-5‏ به عنوان عامل آبگیری استفاده شد. در گام دوم عملکرد کاتالیست‌های ‏سنتز شده به روش‌های متداول از قبیل تلقیح، رسوبی و اختلاط فیزیکی، با نتایج حاصل از به‌کار‌گیری تکنیک امواج ماوراء ‏صوت مقایسه شد. در ادامه، عوامل مؤثر در بهبود عملکرد کاتالیست سنتز شده به روش اولتراسوند از قبیل تأثیرتأثیر ترکیب ‏کاتالیست و نسبت عامل متانول ساز به عامل اسیدی مورد بررسی قرار گرفته و با انجام آنالیزهایی از قبیل بررسی مساحت ‏سطح، ساختار بلوری، مورفولوژی، قابلیت احیا شدن، قدرت اسیدی، گروه‌های عاملی و باندهای شیمیایی کاتالیست بهینه‌شناسایی ‏شد. در همین حین کار ساخت راکتور کاتاتست فشار بالا به منظور ارزیابی عملکرد راکتوری کاتالیست‌ها به‌وسیله‌ی همکاران ‏مرکز تحقیقات راکتور و کاتالیست پیگیری و تکمیل شد و عملکرد راکتوری کاتالیست‌های سنتز شده مورد تجزیه و تحلیل قرار ‏گرفت.»‏

نتایج نشان داد که روش تولید کاتالیست‌ها تأثیر بسزایی بر خواص فیزیکی و شیمیایی کاتالیست‌ها از جمله میزان ‏بلورینگی نسبی، سطح ویژه و مورفولوژی خواهد داشت. از دیگر نکات قابل توجه می‌توان به عدم تخریب ساختار زئولیت ‏HZSM-5‏ در حین سنتز تمامی کاتالیست‌ها و حصول فازهای مطلوب ‏CuO‏ و ‏ZnO‏ اشاره نمود. علاوه‌بر این، بررسی ‏مورفولوژی کاتالیست‌ها نشان می‌دهد که روش‌های تلقیح و همرسوبی-اختلاط فیزیکی، توزیع نامناسبی از عامل متانول‌ساز را بر ‏روی عامل آبگیری ایجاد می‌نمایند. در حالی که در روش همرسوبی-ماوراء صوت توزیع بسیار خوب و با ابعاد نانومتری قابل ‏مشاهده است. در صورت استفاده از روش همرسوبی- امواج ماوراء صوت توزیع اندازه ذرات کاتالیست متانول‌ساز بر روی ‏HZSM-5بسیار مناسب خواهد بود به‌گونه‌ای که متوسط اندازه ذرات 47.86 نانومتر بوده و بیش از 95 درصد ذرات ابعاد کمتر از ‏‏100 نانومتر خواهند داشت. نتایج حاصل از مرحله تست راکتوری کاتالیست‌های تولید شده نشان دهنده کارایی به مراتب بهتر ‏روش همرسوبی-ماوراء صوت نسبت به روش‌های تلقیح و اختلاط فیزیکی است.‏

وی در مورد کاربردهای نتایج این تحقیقات افزود: «در حال حاضر ‏DME‏ به‌صورت تجاری از طریق فرآیند آبگیری از ‏متانول و با استفاده از کاتالیست‌های اسیدی تولید می‌شود. در روش نوین، این ماده از گاز سنتز و در یک راکتور منفرد و ‏به ‌وسیله‌ی کاتالیست‌های دوعاملی تولید می‌شود.‏ فرآیند تولید یک مرحله‌ای دی متیل اتر، علاوه‌بر کاهش 33 درصدی هزینه‏‌های تولید این ماده، موجب افزایش میزان تولید این ماده نسبت به روش غیر مستقیم خواهد شد. اغلب روش‌هایی که به منظور ‏ارتقای فعالیت کاتالیست مورد استفاده قرار می‌گیرند، دارای پیچیدگی‌های زیادی هستند که این امر موجب دشواری افزایش ‏مقیاس شده و منجر به افزایش هزینه تولید کاتالیست خواهد شد. این پژوهش از آن جهت حائز اهمیت است که در کنار بهبود ‏فعالیت کاتالیست، افزایش مقیاس نیز به سادگی قابل انجام است. از اینرو به کمک این طرح علاوه‌بر کاهش ذاتی هزینه ‏تجهیزات مورد استفاده در فرایند تولید تک مرحله‌ای ‏DME، هزینه تولید کاتالیست‌های ارتقا یافته این فرایند نیز کاسته می‌شود.»‏

به گفته خوش بین، اختراعی تحت عنوان «سنتزنانوکاتالیستCuO-ZnO-Al2O3/HZSM-5با استفاده از روش هیبریدی ‏همرسوبی-ماوراء صوت جهت استفاده در فرایند تولید یک مرحله‌ای دی متیل اتر» در اداره ثبت اختراعات ثبت شده و اقداماتی ‏نیز به منظور اخذ تأییدیه علمی صورت گرفته است. وی افزود: «در ادامه این طرح، به منظور کاهش هزینه تولید کاتالیست، ‏پتانسیل استفاده از زئولیت‌های طبیعی به عنوان عامل آبگیری از متانول مورد بررسی قرار گرفت و نتایج حاصل از آن در نشریات ‏معتبر بین‌المللی چاپ شدند. علاوه‌بر این، تلاش‌هایی در جهت بکارگیری روش احتراقی در سنتز این ترکیب صورت گرفته که نتایج ‏حاصل از آن در حال بررسی و تجزیه و تحلیل است. در حال حاضر نیز پژوهش‌هایی در مرکز تحقیقات راکتور و کاتالیست ‏دانشگاه صنعتی سهند در رابطه با به‌کار‌گیری میکرو راکتورها در فرایند تولید یک مرحله‌ای ‏DME‏ در حال انجام است.»‏

تازه‌ترین نتایج این کار تحقیقاتی که به دست رضا خوشبین و دکتر محمد حقیقی، مدیر مرکز تحققات راکتور و کاتالیست ‏و عضو هیئت علمی دانشکده مهندسی شیمی دانشگاه صنعتی سهند تبریز، صورت گرفته است، درمجله
)
Chemical Engineering Research and Design  جلد 91، شماره 6، ژوئن سال 2013) منتشر شده است. علاقمندان ‏می‌توانند متن کامل مقاله را در صفحات 1111 الی 1122 همین شماره مشاهده نمایند.‏

منبع : irannano.org


مطالب مشابه :


متانول

البته در فرآیند سوختن متانول هم از نظر مواد بدست متانول تولید شده از چوب و سایر




تولید SCP از متانول، راه حل بیوتكنولوژی برای معضل كمبود خوراك دام و طیور

در پیشرفته‌ترین فرایند تولید SCP از متانول كه توسط ICI توسعه یافته، از فرمانتور Airlift




متانول

شیمی برای زندگی - متانول - chemistry for life ریشه لغوی. واژه متیل الکل ریشه یونانی دارد.




روش نوین سنتز کاتالیست فرایند تولید دی متیل اتر

شیمیدان - روش نوین سنتز کاتالیست فرایند تولید دی متیل اتر - وبلاگ حاضر متعلق به گروه شیمی




متانول

در فرآیند مومیایی متانول تولید شده از چوب و سایر ترکیبات آلی را متانول آلی یا بیو




فرایند پتروشیمی

فرآیند تولید متانول فرآیند تولید الفین. فرایند تولید اتیلن گلایکول. متمم فایل ارایه برتر




انواعی از سوخت های طبیعی

بر اساس این گزارش، دانشمندان در فرآیند تولید این سوخت طبیعی آب و دفع متانول و




اتانول

این فرایند ، تولید صنعتی برای مصرف انسان ، نامناسب است، زیرا به آن ، مقادیر کمی متانول




تبدیل متانول به فرمالدهید ، الفین ها و متیل ترشیری بوتیل اتر ( MTBE )

البته در فرآیند سوختن متانول هم از نظر مواد بدست متانول تولید شده از چوب و سائر مواد




برچسب :