Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu phản ứng chuyển hóa n-parafin C6, C7 trên xúc tác axit rắn

• Đề tài: Nghiên cứu phản ứng chuyển hóa n-parafin C6, C7 trên xúc tác axit rắn
• Loại tài liệu: luận văn

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: XÚC TÁC SUPERAXIT TRÊN CƠ SỞ OXIT KIM LOẠI SUNFAT HOÁ
• 1.1. Giới thiệu về xúc tác superaxit rắn
• 1.2. Hình dạng và tính chất bề mặt của xúc tác superaxit rắn
• 1.3. Xúc tác axit rắn trên cơ sở vonfram oxit
• 1.4. Giới thiệu xúc tác axit rắn chứa vonfram oxit
• 1.5. Xúc tác ziricon vonfram oxit ZrO2 – WO3
• 1.6. Xúc tác nhôm vonfram oxit Al2O3 – WO3
• 1.7. Các xúc tác superaxit rắn khác
• 1.8. Các phương pháp tổng hợp superaxit rắn
• 1.9. Tổng hợp các superaxit rắn bằng phương pháp tẩm
• 1.10. Tổng hợp superaxit rắn sử dụng chất hoạt động bề mặt
• 1.11. Cấu trúc và hoạt tính của γ-Al2O3
• 1.12. Cấu trúc của γ-Al2O3. Tính chất của γ-Al2O3
• 1.13. Các xúc tác cho quá trình isome hoá n-parafin
• 1.14. Xúc tác lưỡng chức trên cơ sở superaxit rắn
• 1.15. Các xúc tác lưỡng chức khác sử dụng cho quá trình isome hoá n-parafin
• 1.16. Phản ứng isome hoá n-parafin
• 1.17. Mục đích sử dụng các sản phẩm isoparafin
• 1.18. Đặc trưng về nhiệt động học
• 1.19. Các cơ chế phản ứng isome hoá n-parafin
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng nghiên cứu của luận án
• 2.2. Chất phản ứng
• 2.3. Các hoá chất sử dụng
• 2.4. Phương pháp tổng hợp xúc tác
• 2.5. Tổng hợp zirconia sunfat hoá và khảo sát các điều kiện ảnh hưởng
• 2.6. Tổng hợp zirconia sunfat hoá có chứa nhôm
• 2.7. Tổng hợp xúc tác kim loại trên SO42-/ZrO2
• 2.8. Tổng hợp xúc tác Mo-SO42-/ZrO2+γ-Al2O3
• 2.9. Tổng hợp xúc tác Pt/WO3-ZrO2/SBA-15
• 2.10. Tổng hợp xúc tác Pt/ZrO2-Al2O3-WO3
• 2.11. Các phương pháp nghiên cứu đặc trưng của xúc tác
• 2.12. Phương pháp đẳng nhiệt hấp phụ – giải hấp phụ
• 2.13. Phương pháp nhiễu xạ Rơnghen
• 2.14. Phương pháp phân tích nhiệt
• 2.15. Phương pháp giải hấp NH3 theo chương trình nhiệt độ
• 2.16. Phương pháp khử theo chương trình nhiệt độ
• 2.17. Phương pháp phổ hồng ngoại
• 2.18. Phương pháp hiển vi điện tử quét
• 2.19. Phương pháp hiển vi điện tử truyền qua
• 2.20. Phương pháp nghiên cứu hoạt tính xúc tác
• 3. CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƯNG VÀ HOẠT TÍNH CỦA XÚC TÁC
• 3.1. Đặc trưng của xúc tác zirconia sunfat hoá
• 3.2. Đặc trưng của xúc tác zirconia sunfat hoá chứa nhôm
• 3.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp zirconia sunfat hoá chứa nhôm
• 3.4. Hoạt tính của xúc tác SZ và Al-MSZ cho quá trình isome hoá n-hexan
• 3.5. Hoạt tính của xúc tác zirconia sunfat hoá chứa Pt kim loại
• 3.6. Đặc trưng và hoạt tính của zirconia sunfat hoá chứa Mo kim loại
• 3.7. Đặc trưng và hoạt tính xúc tác Mo-SO42-/ZrO2+γ-Al2O3
• 3.8. Đặc trưng và hoạt tính xúc tác Pt/WO3-ZrO2 trên vật liệu mao quản trung bình SBA-15
• 3.9. Đặc trưng và hoạt tính của xúc tác Pt/ZrO2-Al2O3-WO3
• 3.10. Một vài ý kiến về cơ chế của quá trình isome hoá n-parafin C6 - C7
• 3.11. Cơ chế của quá trình isome hoá n-heptan
• 3.12. Ảnh hưởng của cấu trúc mao quản đến độ chọn lọc sản phẩm isome hoá
• 3.13. Đề xuất cơ chế isome hoá n-hexan trên xúc tác zirconia sunfat hóa chứa Pt kim loại
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về nghiên cứu phản ứng chuyển hóa n parafin C6 C7

Nghiên cứu phản ứng chuyển hóa n-parafin C6, C7 trên xúc tác axit rắn đang trở thành một lĩnh vực quan trọng trong ngành công nghiệp hóa dầu. Các n-parafin như n-hexan và n-heptan có tiềm năng lớn trong việc nâng cao trị số octan của nhiên liệu. Việc sử dụng xúc tác axit rắn giúp cải thiện hiệu suất và giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường.

1.1. Định nghĩa và vai trò của n parafin trong công nghiệp

N-parafin là các hydrocarbon mạch thẳng, có công thức chung CnH2n+2. Chúng đóng vai trò quan trọng trong ngành công nghiệp hóa dầu, đặc biệt là trong sản xuất nhiên liệu và hóa chất. Việc chuyển hóa n-parafin thành isoparafin có trị số octan cao hơn là một trong những mục tiêu chính trong nghiên cứu này.

1.2. Tại sao cần nghiên cứu xúc tác axit rắn

Xúc tác axit rắn có nhiều ưu điểm như không gây ô nhiễm môi trường, dễ dàng tách rời sản phẩm và có khả năng hoạt động hiệu quả trong các điều kiện khác nhau. Việc nghiên cứu và phát triển các loại xúc tác này sẽ giúp tối ưu hóa quá trình chuyển hóa n-parafin, từ đó nâng cao hiệu suất sản xuất nhiên liệu.

II. Vấn đề và thách thức trong nghiên cứu chuyển hóa n parafin

Mặc dù có nhiều tiềm năng, nhưng nghiên cứu chuyển hóa n-parafin C6, C7 cũng gặp phải nhiều thách thức. Các vấn đề như hiệu suất chuyển hóa thấp, độ chọn lọc sản phẩm không cao và sự phân hủy của xúc tác là những yếu tố cần được giải quyết.

2.1. Hiệu suất chuyển hóa và độ chọn lọc sản phẩm

Một trong những thách thức lớn nhất là đạt được hiệu suất chuyển hóa cao trong khi vẫn duy trì độ chọn lọc sản phẩm. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng các yếu tố như nhiệt độ, áp suất và loại xúc tác có thể ảnh hưởng đáng kể đến kết quả này.

2.2. Sự phân hủy của xúc tác trong quá trình phản ứng

Sự phân hủy của xúc tác axit rắn trong quá trình phản ứng có thể dẫn đến giảm hiệu suất và tăng chi phí sản xuất. Việc tìm ra các phương pháp bảo vệ và cải thiện độ bền của xúc tác là rất cần thiết để nâng cao hiệu quả của quá trình chuyển hóa.

III. Phương pháp nghiên cứu xúc tác axit rắn cho n parafin

Để nghiên cứu hiệu quả của xúc tác axit rắn trong phản ứng chuyển hóa n-parafin, nhiều phương pháp khác nhau đã được áp dụng. Các phương pháp này bao gồm tổng hợp xúc tác, khảo sát đặc tính bề mặt và nghiên cứu hoạt tính xúc tác.

3.1. Tổng hợp xúc tác axit rắn

Các phương pháp tổng hợp xúc tác axit rắn như tẩm, kết hợp với các chất hoạt động bề mặt đã được nghiên cứu để tạo ra các xúc tác có hoạt tính cao. Việc tối ưu hóa quy trình tổng hợp sẽ giúp cải thiện tính chất bề mặt và hoạt tính của xúc tác.

3.2. Khảo sát đặc tính bề mặt của xúc tác

Đặc tính bề mặt của xúc tác axit rắn ảnh hưởng lớn đến hiệu suất phản ứng. Các phương pháp như phân tích nhiệt, nhiễu xạ Rơnghen và hiển vi điện tử được sử dụng để khảo sát cấu trúc và tính chất bề mặt của xúc tác.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng xúc tác axit rắn có thể cải thiện đáng kể hiệu suất chuyển hóa n-parafin C6, C7 thành các sản phẩm isoparafin có trị số octan cao. Những ứng dụng thực tiễn của nghiên cứu này có thể giúp nâng cao chất lượng nhiên liệu và giảm thiểu tác động đến môi trường.

4.1. Hiệu suất chuyển hóa n parafin trên xúc tác axit rắn

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng xúc tác axit rắn có thể đạt được hiệu suất chuyển hóa lên đến 90% cho n-hexan và n-heptan. Điều này cho thấy tiềm năng lớn của xúc tác này trong ngành công nghiệp hóa dầu.

4.2. Ứng dụng trong sản xuất nhiên liệu sạch

Việc chuyển hóa n-parafin thành isoparafin không chỉ nâng cao trị số octan mà còn giúp sản xuất nhiên liệu sạch hơn, đáp ứng các tiêu chuẩn môi trường ngày càng khắt khe. Điều này có thể góp phần vào việc phát triển bền vững trong ngành công nghiệp dầu khí.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu

Nghiên cứu phản ứng chuyển hóa n-parafin C6, C7 trên xúc tác axit rắn mở ra nhiều triển vọng cho ngành công nghiệp hóa dầu. Việc phát triển các xúc tác mới và tối ưu hóa quy trình chuyển hóa sẽ là những hướng đi quan trọng trong tương lai.

5.1. Tương lai của xúc tác axit rắn trong công nghiệp

Xúc tác axit rắn có tiềm năng lớn trong việc cải thiện hiệu suất chuyển hóa và giảm thiểu tác động đến môi trường. Nghiên cứu và phát triển các loại xúc tác mới sẽ là một trong những ưu tiên hàng đầu trong ngành công nghiệp hóa dầu.

5.2. Hướng nghiên cứu tiếp theo

Các nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc cải thiện độ bền của xúc tác, tối ưu hóa quy trình tổng hợp và khảo sát các điều kiện phản ứng khác nhau để đạt được hiệu suất cao nhất trong quá trình chuyển hóa n-parafin.