Đang tải... (xem toàn văn)
Tiến hành tổng hợp các mẫu xúc tác Ni -C với hàm lượng Ni thay đổi và nghiên cứu hoạt tính của các mẫu xúc tác cho quá trình HDC pha khí
P Điều em muốn nói lời cám ơn sâu sắc đến Tiến sỹ Nguyễn Hồng Liên Cơ tận tình hƣớng dẫn em suốt q trình làm đồ án tốt nghiệp, từ ý tƣởng cho đồ án đến bƣớc nghiên cứu phân tích cụ thể, tất tâm huyết ngƣời nghiên cứu quan tâm đến sinh viên nhà giáo Em muốn dành lời cám ơn chân thành đến Thạc sỹ Chu Thị Hải Nam Chị hƣớng dẫn em nhiều tác phong cán nghiên cứu phòng thí nghiệm Bên cạnh cịn nhiều góp ý quý giá chị dành cho đồ án tốt nghiệp em Điều cuối lời cám ơn em tới anh chị cán PTN Công nghệ Lọc hóa dầu Vật liệu xúc tác hấp phụ, gia đình bạn bè - ngƣời bên cạnh, giúp đỡ động viên em suốt trình học tập, nghiên cứu Hà Nội, ngày 06 tháng 07 năm 2010 Sinh viên: - HD1001 Trang P Trang Ơ II TETRACLOETYLEN II.1.Tetracloetylen II.2 Sản xuất II.3.Ứng dụng TCE II.4 CƠ III.3 Phƣơng pháp hydrodeclo hóa III.4 Phƣơng pháp Oxi hóa – Khử kết hợp IV Sinh viên: - HD1001 Trang P IV IV IV.4.1 Chất mang xúc tác phản ứng HDC IV.4.2.Xúc tác Ni/C* IV.4.2.1.Kim loại Niken IV.4.2.2.Than hoạt tính (C*) IV.4.2.3 Xúc tác Ni/C* IV.5 Các phƣơng pháp tổng hợp xúc tác cho phản ứng HDC IV.5.1 Phƣơng pháp trao đổi ion IV.5.2 Phƣơng pháp xerogel IV.5.3 Phƣơng pháp ngâm tẩm V HƢỚNG NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI I SEM (Field Emission Scanning Sinh viên: - HD1001 Trang P Electron Microscopy) (AAS) (AAS) SEM Sinh viên: - HD1001 Trang P Sinh viên: - HD1001 Trang P LỜI MỞ ĐẦU Các hợp chất hữu chứa clo đƣợc sử dụng rộng rãi công nghiệp nhƣ là: sản xuất thuốc bảo vệ thực vật, làm dung mơi cho q trình hóa học, làm kim loại, dùng công nghiệp thuốc nhuộm… Tuy nhiên, chất sau qua sử dụng đƣợc thải vào môi trƣờng gây hậu nghiêm trọng nhƣ: ô nhiễm nguồn nƣớc, phá hủy tầng bình lƣu, gây mƣa axit… Tuy hợp chất hữu chứa clo gây ảnh hƣởng xấu cho môi trƣờng nhƣng hợp chất đƣợc sử dụng cơng nghiệp tính chất lý hóa ƣu việt chúng mà chƣa có chất thay đƣợc Vì vậy, việc tìm biện pháp xử lý hợp chất trƣớc thải vào môi trƣờng vấn đề thu hút đƣợc nhiều quan tâm nhà khoa học Một phƣơng pháp xử lý có hiệu hợp ch điểm nha Tuy nhiên kim loại quý nhƣ Pt, Pd lại có nhƣợc cao Vì việc sử dụng kim loại làm xúc tác giải đƣợc vấn đề Cũng nhằm mục tiêu giảm thiểu chi phí sản xuất, than hoạt tính đƣợc lựa chọn làm chất mang xúc tác nghiên cứu c ch Sinh viên: Tetracloetylen - HD1001 Trang P I.1 Clo nhƣ sau: Clo RClx : l : : Clo : CH3 – CH2Cl Clo : Cl : Clo : H Cl C Cl Sinh viên: - HD1001 C Cl Trang P Cl : : Cl Cl Cl I.2 ) 1,1,1 – trichloroethane Sinh viên: 600000 - HD1001 ) Trang P 1,2,4 – trichlorobenzene 143000 Carbon tetrachloride 59691 Chloroform 240259 gi 1,1 – dichloroethene 60000 (Vinylidene chloride) (HCFC – 141b) – chloro - 1,1 – difluoroethane (HCFC – 142b) - Dichloromethane 100000 ung gian - Hexanchlorobenzene - Hexancholobutadiene Sinh viên: - HD1001 Trang P Tetracholoethylene 164000 - nitrochlorobenzen Monochlorobenzen 36500 Monochlorophenol – chlorophenol – cholophenol 4000 - chlorophenol Pentachlorophenol (PCP) 1000 - 1,2 – dichlorobenzen 24000 1,4 – dichlorobenzen 25500 - 22% Dichloromethane Sinh viên: 138000 - HD1001 - Trang 10 P Khi chùm điện tử đập vào mẫu, bề mặt mẫu phát chùm điện tử thứ cấp Điện tử phát xạ đƣợc thu nhận detector, tín hiệu điện đƣợc khuếch đại hiển thị cho ta ảnh mẫu hình, điểm mẫu tƣơng ứng với điểm sáng ảnh Độ sáng tối ảnh phụ thuộc vào lƣợng điện tử thứ cấp phát tới detector phụ thuộc vào hình dạng bề mặt mẫu nghiên cứu Do phƣơng pháp cho ta kết địa hình bề mặt mẫu Đây cơng cụ hữu ích việc phân tích xác định hình thái học bề mặt loại vật liệu (AAS) II.2.1 Ngu (AAS) AAS (Atomic Absorption Spectrophotometric) phƣơng pháp phân tích đƣợc ứng dụng để xác định hàm lƣợng kim loại thực tế mẫu xúc tác Nguyên lí phƣơng pháp axit hóa, đ tự thông qua mức độ hấp thụ nguyên tử kim loại tần số qua Trong đồ án này, mẫu xúc tác đƣợc phân tích hàm lƣợng kim loại đƣa lên chất mang AAS Phịng thí nghiệm Cơng nghệ Lọc Hóa dầu Vật liệu Xúc tác trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội đo AAS Cân 0.05g 10ml HNO3 = 180o Sinh viên: - HD1001 Trang 33 P III HDC HDC TTCE tiến hành áp suất thƣờng, hệ thống sơ đồ phản ứng làm thép không gỉ Xúc tác thử nghiệm đặt trung tâm ống phản ứng (làm thạch anh, dài 500 mm, đƣờng kính 5mm) Nhiệt độ vùng phản ứng đƣợc điều khiển lò điện, với sai số ± 1OC, sử dụng thiết bị điều khiển nhiệt Các khí sử dụng cho phản ứng khí mang đƣợc kiểm sốt điều khiển lƣu lƣợng Omega FMA5400/5500 Sơ đồ ngun lý hệ phản ứng đƣợc mơ tả hình 4, & Hình 1: Sơ đồ hệ phản ứng HDC : 5–L – – – – – Sinh viên: - HD1001 g Trang 34 P Hình 2: Hệ thống phản ứng HDC IV Nguyên liệu TTCE đƣợc giữ 31o dạng bão hịa khí mang Argon Sản phẩm phản ứng đƣợc phân tích trực tiếp sắc kí khí (Trace GC Ultra – Italy), cột TR5 – 260E143P (Thermo Electron Corporation) detector FID có khả nhận biết hợp chất hydrocacbon chứa clo với nồng độ > ppm Các thông số nghiên cứu trình phản ứng: - Lƣợng xúc tác: 10, 25, 50, 75mg - Lƣu lƣợng dòng H2: 80, 100, 12 t (10% H2/Ar) - : 300oC - : 3h - Nhiệt độ vùng phản ứng: 300oC Chế độ phân tích sản phẩm sắc kí khí đƣợc đƣa bảng: Sinh viên: - HD1001 Trang 35 P Bảng 4: Điều kiện phân tích sản phẩm phản ứng HDC TTCE FID Nhiệt độ 130 ml/phút 40 ml/phút N2 Cột Khơng khí H2 Detectơ 250 oC 30 ml/phút Cột mao quản, cột Thermo TR-5 30x0,32mm ID x 0,25μm film Nhiệt độ 45 oC Thời gian 12 phút Lị Có chia dòng Tốc độ chia dòng 54 ml/phút Dòng vào Nhiệt độ Tỉ lệ chia dịng Khí mang 150 oC 67 0,8ml/phút Hoạt tính xúc tác đƣợc đánh giá qua độ chuyển hóa nguyên liệu Độ chuyển hóa nguyên liệu (C) đƣợc tính theo cơng thức: C (%) = 100% Hay Sinh viên: - HD1001 Trang 36 P – C (%) = Sinh viên: 100% - HD1001 Trang 37 P C I.1 a b d c e a - C*; b - T1 (1%Ni/C*); c - T5 (5%Ni/C*); d - T10 (10%Ni/C*); e - T15 (15%Ni/C*) 3a * 3b Sinh viên: - HD1001 Trang 38 P 3c 3d 3e , Hàm lƣợng (AAS) - Sinh viên: - HD1001 Trang 39 P H C* II II.1 300o 50mg, , Hình 5: Độ chuyển hóa TTCE Sinh viên: - HD1001 mẫu xúc tác Ni/ C* Trang 40 P 10 15 cho 13% 30 - 45% 15 15 10 75mg 6 ta th 75mg Sinh viên: - HD1001 Trang 41 P Hình 10 80.8 Sinh viên: - HD1001 Trang 42 P II.2.2 E - 2 thay 10 2 ch 10) Sinh viên: - HD1001 Trang 43 P 15 H2 Đ H2 T - n Đ T15 Sinh viên: - HD1001 Trang 44 P HCD TTCE, em : E tỷ l ng Ni Ni cao 10 (10%Ni/C* 75mg N c Ni/C*, , Sinh viên: - HD1001 Trang 45 P Effects of Oxide Promoters on Metal Dispersion and Metal-Support Interactions in Ni Catalysts Supported on Activated Carbon Shaobin Wang and G Q (Max) Lu Ind Eng Chem Res 1997, 36, 5103-5109 Performance of supported nickel and other metal catalysts in the hydrodechlorination of chlorobenzene and 1-chlorohexane Vincent de Jong, Robert Louw Applied Catalysis A: General 271 (2004) 153–163 Gas phase catalytic hydrodechlorination of chlorophenols using a supported nickel catalyst Eun-Jae Shin, Mark A Keane Applied Catalysis B: Environmental 18 (1998) 241±250 Formation of two metal phases in the preparation of activated carbonsupported nickel catalysts Lu´ıs M.S Silva, José J.M Órfão, José L Figueiredo Applied Catalysis A: General 209 (2001) 145–154 Hydrodechlorination of 1,2-dichloroethane and dichlorodifluoromethane over Ni/C catalysts: The effect of catalyst carbiding Anna S ´ re˛bowata, Wojciech Juszczyk, Zbigniew Kaszkur, Janusz W Sobczak, Leszek Ke˛pin´ski, Zbigniew Karpin´ski Applied Catalysis A: General 319 (2007) 181–192 Liquid-phase hydrodechlorination of chlorinated benzenes over active carbon supported nickel catalysts under mild conditions.Wenhai Wu, Jie Xu Catalysis Communications (2004) 591–595 Studies of Ni-Impregnated Active Carbon Part I Effect of Thermal Treatment on the Texture of Active Carbon and the State of the Active Phase E BEKYAROVA1 AND D MEHANDJIEV JOURNAL OF COLLOID AND INTERFACE SCIENCE 179, 509–516 (1996) Activated carbons as supports for nickel catalysts M DomingoGarcia*, I Fernfindez-Morfiles, F.J L6pez-Garz6n.Applied Catalysis A: General 112 (1994) 75-85 EFFECTS OF ACIDIC TREATMENTS ON THE PORE AND SURFACE PROPERTIES OF NI CATALYST SUPPORTED ON ACTIVATED Sinh viên: - HD1001 Trang 46 P CARBON SHAOBIN SOOW6223(97)00187-5 WANG and G Q (MAX) Lu* PII: 10 SUBSTANCE PROFILES Tetrachloroethylene (Perchloroethylene) CAS No 127-18-4 Reasonably anticipated to be a human carcinogen First Listed in the Fifth Annual Report on Carcinogens (1989) 11 Complete hydrodechlorination of chlorobenzene and its derivatives over supported nickel catalysts under liquid phase conditions Wenhei Wu, Jie Xu, Ryuichiro Ohnishi Applied Catalysis B: Environmental 60 (2005) 129–137 12 Dechlorination of Tetrachloroethylene in Aqueous Solutions using Metal-Modified Zerovalent Silicon Chun-chi Lee and Ruey-an Doong 13 ; 2006 ; 14 Hóa học hữu tập hai, Hồng Trọng m-Nguyễn Thị ThanhDƣơng Văn Tuệ-Vũ Đào Thắng-Hồ Công Xinh, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội-2002 Sinh viên: - HD1001 Trang 47 ... Các phương pháp tổng hợp xúc tác cho phản ứng HDC Hiện trải qua thời gian dài nghiên cứu tổng hợp xúc tác cho HDC phƣơng pháp sau: phƣơng pháp ngâm tẩm, phƣơng pháp xerogel phƣơng pháp trao đổi. .. xúc tác phản ứng HDC Hiện có bốn loại chất mang đƣợc ý đến nghiên cứu phản ứng HDC cacbon hoạt tính, γ-Al2O3, SiO2 zeolit Xúc tác mang cacbon hoạt tính có ý nghĩa lớn mặt kinh tế so với xúc tác. .. tác có chứa kim loại q cơng nghiệp Khi tán mịn Ni lên cacbon hoạt tính /C* xúc tác tốt cho trình hydro hóa, hydrodeclo hóa hợp chất hữu Trong trình nghiên cứu nhà khoa học nhận thấy bị hoạt tính