Dimetil efir (DME) konversiyasi uchun katalizatorlarning ultratovushli tayyorlanishi

Dimetil efir (DME) - bu muqobil yoqilg'i bo'lib, uni metanol, CO dan sintez qilish mumkin.₂ yoki kataliz orqali syngas. DME ga katalitik konvertatsiya qilish uchun kuchli katalizatorlar kerak. Mezopor kislotali zeolitlar, bezatilgan zeolitlar yoki alyuminiy yoki mis kabi nano o'lchovli metall katalizatorlar kabi nano o'lchovli mezopor katalizatorlar DME konversiyasini sezilarli darajada yaxshilashi mumkin. Yuqori intensiv ultratovush yuqori reaktiv nano-katalizatorlarni tayyorlashning eng yaxshi usuli hisoblanadi. Ultra tovushni ajoyib reaktivlik va selektivlikka ega mikro va mezoporozli katalizatorlar ishlab chiqarish uchun ishlatish haqida ko'proq bilib oling!

To'g'ridan -to'g'ri DME konvertatsiyasi uchun ikki funktsiyali katalizatorlar

Dimetil efir (DME) ishlab chiqarish-bu ikki bosqichga bo'linadigan yaxshi tashkil etilgan sanoat jarayoni: birinchidan, sintezni metanolga (CO / CO) katalitik gidrogenlash.₂ + 3H₂ → CH₃OH + H₂HO) va ikkinchidan, metanolni kislotali katalizatorlarga nisbatan keyingi katalitik dehidratsiya (2CH)₃OH → CH₃OCH₃ + H₂O). Bu ikki bosqichli DME sintezining asosiy chegaralanishi metanol sintezi bosqichida past termodinamik bilan bog'liq bo'lib, natijada gaz o'tkazilishi past (15-25%) bo'ladi. Shunday qilib, yuqori aylanma koeffitsientlar, shuningdek yuqori kapital va operatsion xarajatlar yuzaga keladi.
Bu termodinamik cheklovni bartaraf etish uchun to'g'ridan -to'g'ri DME sintezi ancha qulayroq bo'ladi: to'g'ridan -to'g'ri DME konversiyasida metanol sintez bosqichi bitta reaktordagi suvsizlanish bosqichi bilan birlashtiriladi.
(2CO / CO₂ + 6H₂ → CH₃OCH₃ + 3H₂O).

To'g'ridan -to'g'ri DME sintezi bosqichma -bosqich konvertatsiya darajasini 19%gacha oshirishga imkon beradi, bu esa DMEning investitsiya va ishlab chiqarish xarajatlari bilan bog'liq xarajatlarni sezilarli darajada kamaytiradi. Hisob-kitoblarga ko'ra, to'g'ridan-to'g'ri sintezda DME ishlab chiqarish tannarxi an'anaviy ikki bosqichli konversiya jarayoniga nisbatan 20-30% ga kamayadi. To'g'ridan -to'g'ri DME sintezi yo'lini ishlatish uchun yuqori samarali gibrid ikki funktsiyali katalitik tizim zarur. Kerakli katalizator metanolni sintez qilish uchun CO / CO2 gidrogenatsiyasini va metanolning suvsizlanishiga yordam beradigan kislotali funktsiyalarni taklif qilishi kerak. (qarang. Millan va boshq. 2020)

Power-ultratovush yordamida DME konversiyasi uchun yuqori reaktiv katalizatorlar sintezi

Dimetil efir konversiyasi uchun katalizatorlarning reaktivligi va selektivligi ultratovushli ishlov berish orqali sezilarli darajada yaxshilanishi mumkin. Kislotali zeolitlar (masalan, aluminosilikat seoliti HZSM-5) va bezatilgan zeolitlar kabi seolitlar (masalan, CuO/ZnO/Al bilan₂The₃) DME ishlab chiqarish uchun muvaffaqiyatli ishlatiladigan asosiy katalizatorlardir.

Zeolitlarni xlorlash va ftorlash - katalitik kislotalilikni sozlashning samarali usullari. Xlorli va ftorli zeolit katalizatorlari Abul-Fotouh tadqiqot guruhi tomonidan o'tkazilgan tadqiqotda ikkita halogen prekursor (ammoniy xlor va ammoniy ftorid) yordamida seolitlarni (H-ZSM-5, H-MOR yoki HY) singdirish yo'li bilan tayyorlangan. Ultrasonik nurlanishning ta'siri, har ikki halogen prekursorni qattiq yotoqli reaktorda metanol dehidratsiyasi orqali dimetileter (DME) ishlab chiqarish uchun optimallashtirish uchun baholandi. Qiyosiy DME kataliz sinovlari shuni ko'rsatdiki, ultratovushli nurlanish ostida tayyorlangan halogenlangan zeolit katalizatorlari DME hosil bo'lishining yuqori ko'rsatkichlarini ko'rsatadi. (Abul-Fotouh va boshqalar, 2016)
Boshqa bir tadqiqotda, tadqiqot guruhi dimetileter ishlab chiqarish uchun H-MOR zeolit katalizatorlarida metanolni suvsizlantirish jarayonida uchragan barcha muhim ultrasonik dalillarni o'rganib chiqdi. Sonikatsiya tajribalari uchun tadqiqot guruhi Hielscher UP50H prob tipidagi ultrasonikator. Ultrasonikatsiya vositasi sifatida ishlatiladigan metanol, ishlov berilmagan katalizator bilan solishtirganda, zarracha kattaligining bir xilligi to'g'risida eng yaxshi natijalarni beradi. -bir hil klasterlar paydo bo'ldi. Bu topilmalar ultrasonikaning hujayra o'lchamiga va metanolning dimetil efirga (DME) suvsizlanishining katalitik xatti -harakatlariga chuqur ta'sir ko'rsatishini tasdiqladi. NH3-TPD shuni ko'rsatadiki, ultratovushli nurlanish H-MOR katalizatorining kislotaliligini oshiradi va shuning uchun DME hosil bo'lishining katalitik ko'rsatkichidir. (Aboul-Geyt va boshqalar, 2014)

Deyarli barcha tijorat DMElari metanolni suvsizlantirish natijasida zeolitlar, silika-alumina, alumina, Al kabi qattiq kislotali katalizatorlar yordamida ishlab chiqariladi.₂The₃- B.₂The₃va boshqalar quyidagi reaktsiya orqali:
2CH₃OH <—> CH₃OCH₃ +H₂O (-22,6 ming jmol^-1)

Koshbin va Haghighi (2013) CuO – ZnO – Al ni tayyorladilar₂The₃/HZSM-5 nanokatalizatorlari birgalikda yog'ingarchilik-ultratovush usulida. Tadqiqot guruhi "ultratovush energiyasidan foydalanish CO gidrogenlash funktsiyasining tarqalishiga va natijada DME sintezining ishlashiga katta ta'sir ko'rsatadi. Ultratovush yordamida sintez qilingan nanokatalizatorning chidamliligi DME reaksiyasiga singan gazlar paytida tekshirildi. Nanokatalizator reaktsiya jarayonida mis turlarida koks hosil bo'lishi tufayli ahamiyatsiz faollikni yo'qotadi. [Xoshbin va Hagighi, 2013.]

DME konversiyasini targ'ib qilishda juda samarali bo'lgan muqobil zeolit bo'lmagan nano-katalizator-bu nano o'lchamli g'ovakli alumina katalizatori. Nano o'lchamli g'ovakli alumina ultrabinafsha aralashmasi ostida yog'ingarchilik natijasida muvaffaqiyatli sintezlandi. Sonokimyoviy davolash nano zarrachalar sintezini rag'batlantiradi. (qarang: Rahmanpur va boshqalar, 2012)

Nima uchun ultratovushli tayyorlangan nano-katalizatorlar ustun?

Geterogen katalizatorlarni ishlab chiqarish uchun ko'pincha qimmatbaho metallar kabi yuqori qiymatli materiallar talab qilinadi. Bu katalizatorlarni qimmatga tushiradi, shuning uchun samaradorlikni oshirish va katalizatorlarning hayot aylanishini uzaytirish muhim iqtisodiy omillardir. Nanokatalizatorlarni tayyorlash usullari orasida sonokimyoviy usul yuqori samarali usul hisoblanadi. Ultratovushning yuqori reaktiv yuzalar yaratish, aralashtirishni yaxshilash va ommaviy tashishni ko'paytirish qobiliyati, katalizatorni tayyorlash va faollashtirishni kashf etishning ayniqsa istiqbolli texnikasiga aylantiradi. U qimmatbaho asboblar va o'ta og'ir sharoitlarsiz bir hil va tarqoq nanopartikullarni ishlab chiqarishi mumkin.
Bir nechta tadqiqotlarda olimlar ultratovushli katalizatorlarni tayyorlash bir hil nano-katalizatorlarni ishlab chiqarishning eng foydali usuli degan xulosaga kelishdi. Nanokatalizatorlarni tayyorlash usullari orasida sonokimyoviy usul yuqori samarali usul hisoblanadi. Kuchli sonikatsiyaning yuqori reaktiv yuzalar yaratish, aralashtirishni yaxshilash va ommaviy tashishni ko'paytirish qobiliyati, katalizatorni tayyorlash va faollashtirishni o'rganishning, ayniqsa, istiqbolli uslubiga aylantiradi. U qimmatbaho asboblar va o'ta og'ir sharoitlarsiz bir hil va tarqoq nanopartikullarni ishlab chiqarishi mumkin. (Qarang: Koshbin va Hagighi, 2014)

Mezopor katalizatorlar sintezi uchun yuqori samarali ultrasonikatorlar

Yuqori samarali nano-katalizatorlarni sintez qilish uchun sonokimyoviy uskunalar har qanday o'lchamda tayyor – ixcham laboratoriya ultrasonikatorlaridan to to'liq sanoat ultrasonik reaktorlargacha. Hielscher Ultrasonics yuqori quvvatli ultrasonikatorlarni loyihalashtiradi, ishlab chiqaradi va tarqatadi. Barcha ultratovushli tizimlar Germaniyaning Teltow shtab -kvartirasida ishlab chiqariladi va butun dunyodan tarqatiladi.
Hielscher ultrasonikatorlarining murakkab uskuna va aqlli dasturiy ta'minoti ishonchli ishlashni, takrorlanadigan natijalarni hamda foydalanuvchilarga qulayligini kafolatlashga mo'ljallangan. Hielscher ultrasonikatorlari mustahkam va ishonchli bo'lib, ular og'ir sharoitlarda o'rnatish va ishlatish imkonini beradi. Raqamli rangli sensorli displey va brauzerning masofadan boshqarish pulti orqali kirish mumkin bo'lgan intuitiv menyu orqali operatsion sozlamalarga osongina kirish va terish mumkin. Shunday qilib, aniq energiya, umumiy energiya, amplituda, vaqt, bosim va harorat kabi barcha ishlov berish shartlari avtomatik ravishda o'rnatilgan SD-kartaga yoziladi. Bu sizga oldingi sonikatsiya ishlarini qayta ko'rib chiqish va taqqoslash hamda nano-katalizatorlarning sintezi va funksionalizatsiyasini eng yuqori samaradorlikka optimallashtirish imkonini beradi.
Hielscher Ultrasonics tizimlari butun dunyoda sonokimyoviy sintez jarayonlari uchun ishlatiladi va yuqori sifatli zeolit nano-katalizatorlari hamda zeolit türevlerinin sintezi uchun ishonchli ekanligi isbotlangan. Hielscher sanoat ultrasonikatorlari uzluksiz ishlashda yuqori amplitudalarni osongina boshqarishi mumkin (24/7/365). 200 mikrongacha bo'lgan amplitudalar standart sonotrodlar (ultratovushli problar / shoxlar) yordamida osongina uzluksiz ishlab chiqarilishi mumkin. Bundan yuqori amplitudalar uchun moslashtirilgan ultrasonik sonotrodlar mavjud. Chidamliligi va texnik xizmat ko'rsatishning pastligi tufayli bizning ultrasonikatorlar odatda og'ir yuklamali dasturlar va talabchan muhitda o'rnatiladi.
Hielscher sonokimyoviy sintez, funksionalizatsiya, nano-tuzilish va deagglomeratsiya uchun ultratovushli protsessorlar butun dunyo bo'ylab tijorat miqyosida o'rnatilgan. Nano-katalizator ishlab chiqarish jarayonini muhokama qilish uchun hozir biz bilan bog'laning! Bizning tajribali xodimlarimiz sonokimyoviy sintez yo'llari, ultratovushli tizimlar va narxlar haqida ko'proq ma'lumot berishdan xursand bo'lishadi!
Ultrasonik sintez usulining afzalligi bilan sizning mezoporoz nano-katalizator ishlab chiqarishingiz boshqa katalizator sintezi jarayonlariga qaraganda samaradorligi, soddaligi va arzonligi bilan ajralib turadi!

Quyidagi jadval sizga bizning ultrasonicators taxminiy qayta ishlash quvvatiga ega ekanligidan dalolat beradi: