Naslov (srp)

Sinteza, karakterizacija i ispitivanje renijum/paladijum aerogel i kserogel katalizatora za reakcije desulfurizacije dibenzotiofena i supstituisanog 4,6-dimetil dibenzotiofena u prisustvu vodonika : doktorska disertacija

Autor

Prokić Vidojević, Dragana T., 1979-

Doprinosi

Orlović, Aleksandar, 1965-
Glišić, Sandra, 1978-
Krstić, Jugoslav, 1968-

Opis (srp)

U ovoj doktorskoj disertaciji je prikazana sinteza i karakterizacija mezoporoznih aerogel ikserogel katalizatora sa plemenitim metalima Re i Pd na nosaĉu TiO2/SiO2 i kovencionalnokorišćenim metalima Co, Mo na nosaĉima SiO2, Аl2О3, kao katalizatora za reakcije desulfurizacije(HDS) slaboreaktivnih sumpornih jedinjenja prisutnih u nafti, dibenzotiofena (DBT) isupstituisanog 4,6-dimetildibenzotiofena (4,6-DMDBT). Svi materijali su sintetisani hidrolitiĉkomsol-gel metodom, sušeni su termiĉkom evaporacijom rastvaraĉa na povišenoj temperaturi ili u viškunatkritiĉnog rastvaraĉa. Uticaj natkritiĉnog sušenja na katalitiĉku aktivnost materijala je ocenjenaparalelnom sintezom aerogelova i kserogelova za Re/Pd- TiO2/SiO2 katalizatore. Sol-gel metodom inatkritiĉnim sušenjem u višku rastvaraĉa dobijeni su amorfni aerogelovi, relativno velikogstepenom homogenosti, i nosaĉa i aktivne faze. Odgovarajući kserogelovi su imali sliĉnu strukturuali manju specifiĉnu površinu. Katalitiĉka aktivnost Co/Mo- Al2O3/SiO2 aerogelova u HDS DBT i4,6-DMDBT nije bila znaĉajno unapreĊena u odnosu na CoMo/ γ-Al2O3katalizator. Sa drugestrane, Re/Pd- TiO2/SiO2 aerogelovi, dobijeni sa dodatkom mezitilena (1,3,5-trimetilbenzen) ili beznjega, pokazali su 70 % i 64 % veću konverziju 4,6-DMDBT od komercijalnog CoMo/ γ-Аl2О3katalizatora. Na povećanu aktivnost katalizatora uticala je dobra disperzija aktivne faze Re i Pdkatalizatora, dobra inkorporacija Ti u silikatnu strukturu, razvijena mezoporozna strukturamaterijala i velika apecifiĉna površina.U poreĊenju sa konvencionalnim Co/Mo katalizatorom, oba Re/Pd katalizatora dobijenasintezom uz upotrebu mezitilena pokazala su povećan stepen konverzije 4,6-DMDBT u rekacijiHDS. Da bi kvantifikovali udeo desulfurizacije koji se odvija reakcionim putem hidrogenovanja,konverzije DBT i 4,6-DMDBT zajedno sa nastalim proizvodima reakcije putem direktnedesulfurizacije i hidrogenovanja korišćena je GC-MS tehnika. Reakcija je ispitana 630 K i 60 bar ušaržnom reaktoru sa mešanjem. Eksperimentalni rezultati su korišćeni u Hougen-Watsonkinetićkom modelu za opis HDSa DBT i 4,6-DMDBT na σ i τ aktivnim centrima. Kinetiĉkiparametri ove kompleksne kinetike su odreĊeni korišćenjem Genetiĉkog algoritma (GA) i funkcijeminimalnog odstupanja. Vrednosti dobijenih kinetiĉkih parametara su potvrdili da je reakcioni puthidrogenovanja dominantan kod desulfurizacije 4,6-DMDBT. Prednosti Re/Pd aerogel katalizatorau konverziji 4,6-DMDBT su potvrĊene rezultatima simulacionog modela za Re/Pd aerogelove ikonvencionalne Co/Mo katalizatore.

Opis (srp)

Tehnološko inženjerstvo - Hemijsko inženjerstvo / Technological engineering - Chemical engineering Datum odbrane: 23.09.2022.

Opis (eng)

The research in this thesis describes synthesis and characterization of mesoporous aerogel andxerogel catalysts with noble metals Re and Pd supported on TiO2/SiO2 as well as conventional Co,Mo active metals supported on SiO2, Аl2О3, used as catalysts for desulphurization reactions (HDS)refractive Sulphur compounds present in naphtha, dibenzothiophene (DBT) and 4,6-dimethyldibenzotiophene (4,6-DMDBT). All materials are synthesized using hydrolytic sol-gelmethod, dried either by thermal evaporation in air or in excess of supercritical solvent. Theinfluence of supercritical drying on the final catalytic properties of the materials was determined byparallel synthesis of aerogels and xerogels for Re/Pd-TiO2/SiO2 catalysts. The sol-gel method andsupercritical drying were found to result in amorphous aerogels with relatively high degree ofuniformity, of both supports and active phases. Corresponding xerogels were found to be similar toaerogels in terms of composition and structure, but characterized by lower specific surface areas.Catalytic activity of Co/Mo-Al2O3/SiO2 aerogel catalysts in HDS of DBT and 4,6-DMDBT hasshown no major improvement in comparison to conventional Co/Mo catalyst. On the other hand,Re/Pd-TiO2/SiO2 aerogels, obtained with the addition of mesitylene or without it, achieved 70 %and 64 % higher conversion of 4,6-DMDBT than conventional Co/Mo catalyst, respectively.Increased catalytic activity can be attributed to well dispersed Re and Pd active phases across thecatalyst structure, good incorporation of Ti within silica matrix, increased mesopore volumes andhigh specific surface areas.Both Re/Pd catalysts, obtained with and without use of mesitylene in the synthesis step, haveshown increased conversion levels in the desulphurization of 4,6-DMDBT when compared toconventional Co/Mo hydroprocessing catalysts. In order to quantify the extent of desulphurisationwhich proceeds via hydrogenation route, conversions of DBT and 4,6-DMDBT along withevolution of reaction products characteristic for direct desulphurisation route and hydrogenationroute were monitored using GC-MS analytical tecnique. The reaction was performed at 630 K and60 bar in batch catalytic reactor. The experimental results were used in Hougen-Watson kineticmodel describing DBT and 4,6-DMDBT desulphurisation on σ and τ active sites. Kineticparameters of this complex catalytic kinetics were determined in a procedure using GeneticAlgorhythm (GA) method and minimum deviation function. Values of calculated kineticparameters have confirmed that hydrogenation route is the dominant route for desulphurisation of4,6-DMDBT. Potential advantages of the Re/Pd aerogel catalysts in conversion of 4,6-DMDBT areindicated by the results of model simulations for Re/Pd aerogels and conventional Co/Mo catalysts

Jezik

srpski

Datum

2022

Licenca

Ovo delo je licencirano pod uslovima licence
Creative Commons CC BY-NC-ND 3.0 AT - Creative Commons Autorstvo - Nekomercijalno - Bez prerada 3.0 Austria License.

http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/at/legalcode

Predmet

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Hemijsko inženjerstvo

aerogel HDS katalizator, Re/Pd-TiO2/SiO2 katalizator, natkritiĉno sušenje, mezoporoznost, HDS, 4,6-DMDBT, Hougen-Watson kinetiĉki model; kinetiĉki parametri; hidrodesulfurizacija

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Hemijsko inženjerstvo

Aerogel HDS catalysts; Re/Pd-TiO2/SiO2 aerogel catalyst; Supercritical drying; Mesoporosity; Hydrodesulphurisation; 4,6-DMDBT, Hougen-Watson kinetic model; Kinetic parameters estimation