Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Effect of water pretreatment on alumina-based catalysts in methanol dehydration

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

ผลของการบำบัดเบื้องต้นด้วยน้ำต่อตัวเร่งปฏิกิริยาประเภทอะลูมินาในปฏิกิริยาดีไฮเดรชันของเมทานอล

Year (A.D.)

2009

Document Type

Thesis

First Advisor

Joongjai Panpranot

Faculty/College

Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)

Degree Name

Master of Engineering

Degree Level

Master's Degree

Degree Discipline

Chemical Engineering

DOI

10.58837/CHULA.THE.2009.1699

Abstract

In this study, gamma-Al₂O₃ and amorphous AlPO₄ were synthesized and tested in methanol dehydration reaction. Both gamma-Al₂O₃ and AlPO₄ catalysts showed increasing of activity when temperature direction during reaction test changed from step-up (150›200›250›300) to step-down (300›250›200›150). The effect of the presence of water product was studied by pretreatment of AlPO₄ catalyst with water various conditions. FT-IR and FT-Raman results indicated formation of P-OH group on the pretreated catalysts, which was one of intermediate for methanol dehydration. Amine titration also showed increasing of both strength and amount of acid sites on surface of the treated catalysts. The appropriate temperature on AlPO₄ catalyst was determined to be 200-250 degrees celsius for 10% mol of water in 5,300 h[superscript -1] GHSV for 15 minutes. On the other hand, the presence of water at 100 degrees celsius pretreatment became AlPO₄ poison which indicated by TGA and FT-Raman that physisorbed water could block the adsorption of methanol on catalyst active sites instead.

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

สังเคราะห์แกมมาอะลูมินาและอะลูมิเนียมฟอสเฟตที่มีโครงสร้างแบบอสัญฐาน เพื่อทดสอบในปฏิกิริยาดีไฮเดรชันของเมทานอลในช่วงอุณหภูมิการทำปฏิกิริยา 150 ถึง 300 องศาเซลเซียส ทั้งอะลูมินาและอะลูมิเนียมฟอสเฟตแสดงค่าความว่องไวในปฏิกิริยาสูงขึ้น เมื่อเปลี่ยนเส้นทางการทดสอบปฏิกิริยาจากการเพิ่มอุณหภูมิปฏิกิริยาทีละขั้น (150›200›250›300) เป็นลดลงทีละขั้น (300›250›200›150) เมื่อศึกษาผลของน้ำที่เป็นผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยา โดยการบำบัดเบื้องต้นด้วยน้ำต่อคุณสมบัติในการเร่งปฏิกิริยาของอะลูมิเนียมฟอสเฟต จากการวิเคราะห์ด้วยเทคนิค FT-IR และ FT-Raman พบว่าการบำบัดด้วยน้ำทำให้เกิดหมู่ฟังก์ชันไฮดรอกซิลขึ้นบนหมู่ฟอสเฟต ซึ่งเป็นหนึ่งสารมัธยันต์สำหรับการเกิดปฏิกิริยาดีไฮเดรชันของเมทานอล การไตเตรตด้วยเอมีนพบว่าตัวเร่งปฏิกิริยาที่ผ่านการบำบัดเบื้องต้น ด้วยน้ำมีปริมาณและความแรงของกรดเพิ่มขึ้น จากการทดลองพบว่าช่วงอุณหภูมิที่เหมาะสมในการบำบัดเบื้องต้นของอะลูมิเนียมฟอสเฟตด้วยน้ำคือ ระหว่าง 200 ถึง 250 องศาเซลเซียส โดยมีโมลของน้ำเท่ากับร้อยละ 10 และเวลาที่ใช้ในการบำบัดเท่ากับ 15 นาที ในทางตรงกันข้าม การบำบัดด้วยอุณหภูมิที่ 100 องศาเซลเซียส ส่งผลให้เกิดการปกคลุมของน้ำบนพื้นผิวของตัวเร่งปฏิกิริยาจากการดูดซับแบบกายภาพ ทำให้เมทานอลเกิดการดูดซับบนพื้นผิวของตัวเร่งปฏิกิริยาได้ลดลงและทำให้ความว่องไวในปฏิกิริยาลดลง.

Link to Full Text

Share

COinS