Effect of catalyst support
The catalyst support represents an important material employed during heterogeneous reactions to enhance the activity of the overall active components of the catalyst, by increasing dispersion and accessibility by reacting species. Supports which could be oxides, carbon, zeolites, heteropoly acids, etc., are normally solid materials of the large active surface area for deposition of active catalyst components. They play vital roles in reactions where participation of surface catalyst sites is necessary.
Supports could either be neutral or containing active sites that also participate in the reaction forming bifunctional (i.e. dual function) catalysts. Therefore, the neutrality, acidity or basicity of a support
must carefully be considered before employing it for catalyst design.
Historically, transition metals (i.e. pure Ni, Mo, Co, W and their composites) for HDO/HDC reaction can be supported on oxides, zeolites or carbon. However, supports with moderate acidity are always preferred because high acidity causes cracking of the generated n-alkanes and therefore reduces their selectivity.
For example, studies by Centeno and co-workers demonstrated the nature of the support to influence HDO/HDC activity of supported Co Mo S catalyst. Moderately acidic supports were good candidates for carboxyl groups HDO [44].
They reported 80% conversion of pyrolysis oil with CoMoS supported on carbon and 60% when alumina was employed as the support. However, activity of supports like alumina can be promoted by its Lewis acidity.
A model study by Ryymin et al. [45] conducted at 250 8C and 75 bar using sulfided NiMo/Al2O3 catalyst produced 100% conversion of methylheptanoate in 3 h. n-Heptane was the dominant reaction product (90% selectivity). Similarly, no sulfur containing products were detected. Wang et al. [46] examined the role of a range of zeolite supports on the activity of Ni catalysts.
Reactions were conducted at 370 8C with a space velocity of 1.0 h1 and 40 bar pressure.
Ni particles were successfully doped over all the zeolite supports via impregnation method, as indicated by the various characterization data. The soybean oil feed was rich in both saturated and unsaturated triglycerides of C16 and C18, respectively.
Although, the soybean oil conversion over all the materials was nearly 100%, catalysts with moderate acidity were more selective to the formation of liquid alkanes (i.e. both n- and i-) with limited cracking.
Ni/ZSM-5 being the most acidic showed 52% cracking with difficult to detect amount of desired liquid hydrocarbon
products when compared to Ni/H-ZSM-22 and Ni/H-ZSM-23 that produced 50 and 53% of liquid hydrocarbon products, respectively.
The best SAPO-11 support of moderate acidity showed the highest selectivity (i.e. 100% selective to n-C7–C14 alkanes), that was also dependent on the Ni loading. Over this material, increasing the Ni loading from 0 to 8 wt% reduces the amounts of strong acid sites
and permits the availability of active Ni sites. A consequence was the production of isomerized alkanes by 85%. Some authors [47–49] have demonstrated isomerization of activity of n-alkanes to be favored by moderated acidity and presence of effective metal sites.
The reaction was also found to be temperature and space velocity dependent. For example, with the 8 wt% Ni/SAPO-11, raising the temperature from 300 to 340 8C increased soy bean oil conversion from 75 to 100% whereas C7 to C14 alkanes from 63 to 99%.
The selectivity to isomerized alkanes also increased from 20 to Scheme 2. Methanation and water-gas shift reactions that occur during HDO/HDC.
A. Galadima, O. Muraza / Journal of Industrial and Engineering Chemistry 29 (2015) 12–23 15 46% [46].
On the other hand, the conversion dropped from 100 to 23% when the space velocity was raised from 1 to 30 h1
. Under this condition, selectivity to alkanes decreased from 100 to only 16% whereas isomerization from 87 to only 5% [46]. The various studies indicated moderate acidity of the support as a positive parameter for achieving high yield of liquid alkanes. However, the reaction must be carried out at moderate to low reaction temperatures.
At high temperatures, hydrocracking with production of lighter gaseous hydrocarbons (i.e. C1 to C4 compounds) could dominate the reaction. Appropriate loadings of active metal (s) are also very critical for this reaction.
ผลของตัวเร่งปฏิกิริยาสนับสนุนการสนับสนุนตัวเร่งปฏิกิริยาที่แสดงให้เห็นถึงความสำคัญของวัสดุลูกจ้างในระหว่างการเกิดปฏิกิริยาที่แตกต่างกันเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของส่วนประกอบที่ใช้งานโดยรวมของตัวเร่งปฏิกิริยาโดยการเพิ่มการกระจายตัวและการเข้าถึงโดยปฏิกิริยาชนิด
รองรับซึ่งอาจจะเป็นออกไซด์ของคาร์บอนซีโอไลต์กรด heteropoly ฯลฯ เป็นวัสดุที่เป็นของแข็งปกติของพื้นที่ผิวที่ใช้งานขนาดใหญ่สำหรับการสะสมของส่วนประกอบที่ใช้งานตัวเร่งปฏิกิริยา พวกเขามีบทบาทสำคัญในการเกิดปฏิกิริยาที่มีส่วนร่วมของเว็บไซต์ตัวเร่งปฏิกิริยาที่พื้นผิวเป็นสิ่งที่จำเป็น.
รองรับทั้งอาจจะเป็นกลางหรือมีเว็บไซต์ที่ใช้งานที่มีส่วนร่วมในการสร้างปฏิกิริยา bifunctional (เช่นฟังก์ชั่นแบบคู่) ตัวเร่งปฏิกิริยา ดังนั้นความเป็นกลางความเป็นกรดหรือด่างของการสนับสนุนที่อย่างต้องได้รับการพิจารณาก่อนที่จะจ้างมันสำหรับการออกแบบตัวเร่งปฏิกิริยา. อดีตโลหะการเปลี่ยนแปลง (เช่นบริสุทธิ์ Ni, Mo, Co, W และคอมโพสิตของพวกเขา) สำหรับ HDO / ปฏิกิริยา HDC ได้รับการสนับสนุนในออกไซด์ , ซีโอไลท์หรือคาร์บอน แต่สนับสนุนมีความเป็นกรดปานกลางเป็นที่ต้องการเสมอเพราะความเป็นกรดสูงทำให้เกิดการแตกของที่สร้าง n-alkanes และดังนั้นจึงช่วยลดการเลือกของพวกเขา. ตัวอย่างเช่นการศึกษาโดย Centeno และเพื่อนร่วมงานแสดงให้เห็นถึงลักษณะของการสนับสนุนที่มีอิทธิพลต่อ HDO / กิจกรรม HDC ของการสนับสนุน ตัวเร่งปฏิกิริยา Co Mo S การสนับสนุนที่เป็นกรดปานกลางเป็นผู้สมัครที่ดีสำหรับกลุ่ม carboxyl HDO [44]. พวกเขาได้รายงานการแปลง 80% ของน้ำมันกับไพโรไลซิ CoMoS สนับสนุนคาร์บอนและ 60% เมื่ออลูมิถูกจ้างมาเป็นการสนับสนุน แต่กิจกรรมการสนับสนุนเช่นอลูมิเนียมที่สามารถส่งเสริมความเป็นกรดโดยลูอิสของ. การศึกษารูปแบบโดย Ryymin et al, [45] ดำเนินการที่ 250 8C 75 บาร์ใช้ sulfided Nimo / Al2O3 ผลิตตัวเร่งปฏิกิริยาการแปลง 100% ของ methylheptanoate ใน 3 ชั่วโมง n-heptane เป็นผลิตภัณฑ์ที่โดดเด่นปฏิกิริยา (เลือก 90%) ในทำนองเดียวกันไม่มีกำมะถันที่มีผลิตภัณฑ์ที่ตรวจพบ วัง et al, [46] ตรวจสอบบทบาทของช่วงของซีโอไลท์ที่สนับสนุนกิจกรรมของตัวเร่งปฏิกิริยา Ni ได้. ปฏิกิริยาได้ดำเนินการใน 370 8C ที่มีความเร็วในพื้นที่ 1.0 h1 และ 40 ดันบาร์. อนุภาค Ni ถูกเจือประสบความสำเร็จมากกว่าทุกซีโอไลต์สนับสนุนผ่านทางวิธีการทำให้ ตามที่ระบุโดยข้อมูลลักษณะต่างๆ ฟีดน้ำมันถั่วเหลืองเป็นที่อุดมไปด้วยไตรกลีเซอไรด์ทั้งอิ่มตัวและไม่อิ่มตัวของ C16 และ C18 ตามลำดับ. แม้ว่าการแปลงน้ำมันถั่วเหลืองมากกว่าวัสดุทั้งหมดเกือบ 100% ตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีความเป็นกรดปานกลางได้เลือกมากขึ้นในการก่อตัวของแอลเคนเหลว (เช่นทั้งสอง ละลายและ i-) ที่มีการแตกที่ จำกัด . Ni / ZSM-5 เป็นที่เป็นกรดมากที่สุดแสดงให้เห็นว่า 52% แตกกับเรื่องยากที่จะตรวจหาปริมาณของของเหลวไฮโดรคาร์บอนที่ต้องการผลิตภัณฑ์เมื่อเทียบกับการNi / H-ZSM-22 และ Ni / H-ZSM- 23 ที่ผลิต 50 และ 53% ของผลิตภัณฑ์ไฮโดรคาร์บอนเหลวตามลำดับ. สนับสนุน Sapo-11 ที่ดีที่สุดของความเป็นกรดปานกลางแสดงให้เห็นว่าการเลือกที่สูงที่สุด (เช่น 100% เลือกที่จะ alkanes n-C7-C14) นั่นก็ขึ้นอยู่กับการโหลด Ni กว่าวัสดุนี้เพิ่มขึ้นโหลด Ni 0-8% โดยน้ำหนักจะช่วยลดปริมาณของเว็บไซต์ที่แข็งแกร่งกรดและอนุญาตพร้อมของเว็บไซต์ที่ใช้งานพรรณี เป็นผลมาคือการผลิตของแอลเคน isomerized โดย 85% นักเขียนบางคน [47-49] ได้แสดงให้เห็น isomerization ของกิจกรรมของแอลเคน-n ที่จะได้รับการสนับสนุนโดยความเป็นกรดปานกลางและการปรากฏตัวของเว็บไซต์ที่มีประสิทธิภาพโลหะ. ปฏิกิริยาก็พบว่ายังเป็นพื้นที่อุณหภูมิและความเร็วขึ้นอยู่กับ ตัวอย่างเช่นกับ 8% โดยน้ำหนัก Ni / Sapo-11 เพิ่มอุณหภูมิ 300-340 8C เพิ่มขึ้นแปลงน้ำมันถั่วเหลือง 75-100% ขณะที่ C7 เพื่ออัลเคน C14 63-99%. เลือกที่จะ alkanes isomerized เพิ่มขึ้นนอกจากนี้ยังมี จาก 20 โครงการ 2. Methanation และปฏิกิริยากะน้ำก๊าซที่เกิดขึ้นระหว่าง HDO / HDC. เอ Galadima ทุม Muraza / วารสารอุตสาหกรรมและวิศวกรรมเคมี 29 (2015) 12-23 15 46% [46]. บนมืออื่น ๆ , การแปลงลดลง 100-23% เมื่อความเร็วพื้นที่ที่ถูกยกขึ้น 1-30 h1 . ภายใต้เงื่อนไขนี้เลือกที่จะ alkanes ลดลงจาก 100 เหลือเพียง 16% ในขณะที่ isomerization จาก 87 ไปเพียง 5% [46] การศึกษาชี้ให้เห็นความเป็นกรดต่างๆในระดับปานกลางของการสนับสนุนเป็นพารามิเตอร์ในเชิงบวกเพื่อให้บรรลุผลตอบแทนสูงของแอลเคนที่มีสภาพคล่อง อย่างไรก็ตามปฏิกิริยาจะต้องดำเนินการในระดับปานกลางถึงปฏิกิริยาอุณหภูมิต่ำ. ที่อุณหภูมิสูง hydrocracking กับการผลิตก๊าซไฮโดรคาร์บอนเบา (เช่น C1 สารประกอบ C4) สามารถครองปฏิกิริยา ภาระที่เหมาะสมของโลหะที่ใช้งาน (s) นอกจากนี้ยังมีความสำคัญมากสำหรับปฏิกิริยานี้
การแปล กรุณารอสักครู่..

ผลของตัวเร่งปฏิกิริยาตัวเร่งปฏิกิริยาสนับสนุนการสนับสนุน
เป็นสำคัญ วัสดุที่ใช้ในปฏิกิริยาวิวิธพันธุ์เพื่อเสริมสร้างกิจกรรมของส่วนประกอบที่ใช้งานโดยรวมของตัวเร่งปฏิกิริยา , การกระจายและการเข้าถึงโดยการตอบสนองโดยการเพิ่มชนิด สนับสนุนซึ่งอาจเป็นแหล่งคาร์บอน แหล่ง heteropoly , กรด , ฯลฯโดยปกติวัสดุของแข็งขนาดใหญ่ของพื้นที่ผิวของตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับการใช้ส่วนประกอบที่ใช้งานอยู่ พวกเขาเล่นบทบาทสำคัญในการมีส่วนร่วมของพื้นผิวตัวเร่งปฏิกิริยาที่เว็บไซต์เป็นสิ่งจำเป็น .
สนับสนุนอาจเป็นกลางหรือมีการใช้งานเว็บไซต์ที่ร่วมในปฏิกิริยารูป bifunctional ( เช่นฟังก์ชั่น Dual ) ตัวเร่งปฏิกิริยา ดังนั้น กลางความเป็นกรดหรือดีของการสนับสนุน
อย่างระมัดระวังต้องพิจารณาก่อนที่จะใช้มันเพื่อการออกแบบตัวเร่งปฏิกิริยา .
ในอดีต การเปลี่ยนโลหะ ( เช่น บริสุทธิ์ นี โม , CO , W และคอมโพสิตของพวกเขา ) สำหรับปฏิกิริยา HDO / HDC สามารถรองรับนักศึกษาซีโอ , หรือคาร์บอน อย่างไรก็ตามสนับสนุนกับความเป็นกรดปานกลางได้ตลอดเวลาที่ต้องการ เพราะความเป็นกรดสูงสาเหตุการแตกร้าวของที่สร้างขึ้นและดังนั้นจึงช่วยลดการ n-alkanes .
ตัวอย่างเช่น การศึกษา โดย centeno และผู้ร่วมงานแสดงลักษณะของการสนับสนุนที่จะมีอิทธิพลต่อ HDO / HDC กิจกรรมสนับสนุนโคโมเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา เป็นกรดปานกลางสนับสนุนผู้สมัครคุณภาพสำหรับหมู่คาร์บอกซิ HDO
[ 44 ]พวกเขารายงานการเปลี่ยนแปลงของน้ำมันไพโรไลซิส 80% กับข้าได้รับการสนับสนุนบนคาร์บอนและอลูมินาร้อยละ 60 เมื่อใช้สนับสนุน อย่างไรก็ตาม กิจกรรมสนับสนุน เช่นอลูมินาสามารถส่งเสริมโดยลูอิสกรด .
รูปแบบการศึกษาโดย ryymin et al . [ 45 ] ดำเนินการที่ 250 8C และ 75 บาร์ใช้ sulfided นิโม / Al2O3 ตัวเร่งปฏิกิริยาในการผลิต 100% การแปลง methylheptanoate ใน 3 ชั่วโมงค่าเป็นผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาเด่น ( 90 % เลือกได้ ) ในทำนองเดียวกัน ไม่มีกำมะถัน ที่มีผลิตภัณฑ์ที่ตรวจพบ Wang et al . [ 46 ] ตรวจสอบบทบาทของช่วงของซีโอไลต์ สนับสนุนในกิจกรรมของตัวเร่งปฏิกิริยา Ni .
ปฏิกิริยาดำเนินการที่ 370 8C กับพื้นที่ความเร็ว 1.0 H1 และ 40 บาร์ความดัน .
ผมพบอนุภาคเรียบร้อยแล้วด้วยทั่ว ซีโอไลท์สนับสนุนผ่านทางวิธีการฝังตามที่ระบุโดยข้อมูลลักษณะต่างๆ ส่วนน้ำมันถั่วเหลืองอาหารรวยทั้งอิ่มตัวและไม่อิ่มตัวและไตรกลีเซอไรด์ของ c16 c18 ตามลำดับ
ถึงแม้ว่า น้ำมันถั่วเหลืองแปลงผ่านวัสดุทั้งหมดเกือบ 100% , ตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีความเป็นกรดปานกลางมากขึ้นเลือกที่จะก่อตัวของอัลเคนเหลว ( เช่น ทั้งผม - ) จำกัดการถอดรหัส
ผม / ZSM-5 เป็นกรดมากที่สุด พบว่า 52 % แตกกับยากที่จะตรวจสอบปริมาณผลิตภัณฑ์ที่ต้องการไฮโดรคาร์บอนเหลวเมื่อเทียบกับ N /
h-zsm-22 และ Ni / h-zsm-23 ที่ผลิต 50 และร้อยละ 53 ของไฮโดรคาร์บอนเหลว ผลิตภัณฑ์ตามลำดับ
ดีที่สุด sapo-11 สนับสนุนความเป็นกรดปานกลาง พบสูงสุด ( เช่นการเลือกที่จะ n-c7 100 % อัลเคน ( C14 )นั่นมันก็ขึ้นอยู่กับฉันโหลด มากกว่าวัสดุ นี้ เพิ่ม ผมโหลดจาก 0 ถึง 8 เปอร์เซ็นต์ ช่วยลดปริมาณของกรดที่แข็งแกร่งเว็บไซต์
และใบอนุญาตพร้อมของเว็บไซต์ที่ผมใช้งานอยู่ ผลคือการผลิต isomerized อัลเคนโดย 85%บางคนเขียน [ 47 - 49 ] แสดงการแยกกิจกรรมของ n-alkanes จะโปรด โดยมีความเป็นกรดและการแสดงตนของเว็บไซต์โลหะที่มีประสิทธิภาพ
ปฏิกิริยายังพบว่าอุณหภูมิและพื้นที่ความเร็วจะขึ้นอยู่กับ ตัวอย่างเช่นกับผม / sapo-11 8 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก ,การเพิ่มอุณหภูมิจาก 300 340 8C ขึ้นน้ำมันถั่วเหลือง 100% และการแปลงจาก 75 C7 กับ C14 การจาก 63 ถึง 99%
เลือก isomerized การเพิ่มขึ้นจาก 20 แผน 2 methanation และปฏิกิริยาก๊าซกะน้ำที่เกิดขึ้นระหว่าง HDO / HDC .
. galadima . muraza / วารสารอุตสาหกรรมและวิศวกรรมเคมี 29 ( 2015 ) 12 – 23 15 46 % [ 46 ]
บนมืออื่น ๆ , การแปลงลดลงจาก 100 ถึง 23% เมื่อความเร็วพื้นที่ถูกยกขึ้นจาก 1 ถึง 30 H1
ภายใต้เงื่อนไขนี้ เลือกการลดลง จาก 100 ไปเพียง 16 เปอร์เซ็นต์ การแยกจาก 87 เพียง 5% [ 46 ] การศึกษาต่าง ๆ พบว่าความเป็นกรดปานกลางของการสนับสนุนเป็นพารามิเตอร์บวกเพื่อให้บรรลุสูง ผลผลิตของการเป็นของเหลว อย่างไรก็ตาม
การแปล กรุณารอสักครู่..
