Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Sulfur tolerance of Pt-Sn/KL and PtSnRE/Kl catalysts for n-Octane aromatization

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

ความต้านทานต่อซัลเฟอร์ของโลหะแพลททินัม ดีบุก และธาตุหายาก บนตัวรองรับซีโอไลต์แอลสำหรับอะโรมาไทเซชันของนอร์มัลออกเทน

Year (A.D.)

2009

Document Type

Thesis

First Advisor

Siriporn Jongpatiwut

Second Advisor

Thirasak Rirksomboon

Third Advisor

Somchai Osuwan

Faculty/College

The Petroleum and Petrochemical College (วิทยาลัยปิโตรเลียมและปิโตรเคมี)

Degree Name

Master of Science

Degree Level

Master's Degree

Degree Discipline

Petroleum Technology

DOI

10.58837/CHULA.THE.2009.2387

Abstract

From previous studies, Sn-promoted Pt/KL prepared by vapor-phase co-impregnation exhibited high stability and selectivity to C8-aromatics for n-octane aromatization. Although the Pt/KL has many benefits, one of the serious drawbacks is its sensitivity to sulfur poisoning. Based on previous investigations, the addition of rare earth elements (RE; e.g. Tm, Ce, and Dy) into Pt/KL could improve sulfur tolerance of the catalysts. In this work, the sulfur resistance of PtSn/KL and RE-promoted PtSn/KL has been studied. PtSnRE/KL catalysts with Pt:Sn:RE ratio of 1:1:0.15 were prepared by sequential RE, then co-PtSn impregnation. The catalysts were characterized by TPR, TPO, H₂ chemisorption, and TEM. The reaction was carried out at 500°C and atmospheric pressure. The results showed that the activity and selectivity obtained with sulfur-containing feed was lower than those obtained with clean feed. In the presence of sulfur, PtSnRE/KL demonstrated higher conversion than Pt/KL and PtSn/KL, while the selectivity was not significantly improved. TPR profiles show the rupture of Pt-Sn alloy after exposing to sulfur. Even though TEM image showed higher distributed metal clusters on PtSn/KL and PtSnRE/KL, they exhibited much lower H₂ chemisorption which could be because Sn partially covered the platinum surface or modified electronic property resulted in low H₂ adsorption.

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

จากการศึกษาที่ผ่านมาพบว่าการเติมโลหะดีบุกลงบนตัวเร่งปฏิกิริยาแพลททินัมบนซีโอไลต์แอล (PtSn/KL) ซึ่งเตรียมสารตัวอย่างโดยวิธีการระเหิดสารประกอบแพลททินัมและดีบุกเข้าไปยังโพรงซีโอไลต์พร้อมกันมีความเสถียรและความเลือกเฉพาะกับผลิตภัณฑ์อะโรมาติกซ์ที่มีอะตอมคาร์บอน 8 อะตอมสูงสำหรับปฏิกิริยาอะโรมาไทเซชันของนอร์มัลออกเทน ถึงแม้ว่าตัวเร่งปฏิกิริยา Pt/KL จะมีข้อดีมากมาย แต่หนึ่งในข้อเสียที่สำคัญคือความว่องไวต่อการเป็นพิษของซัลเฟอร์ จากการศึกษาก่อนหน้าพบว่าการเติมธาตุหายาก (Rare earth: RE) เช่น ทูเลียม ซีเรียม และดิพโพเซียมลงบน Pt/KL น่าจะเพิ่มความทนทานต่อการเป็นพิษของซัลเฟอร์ของตัวเร่งปฏิกิริยาได้ ดังนั้นในงานวิจัยนี้จึงศึกษาความต้านทานต่อซัลเฟอร์ของตัวเร่งปฏิกิริยา PtSn/KL แบบที่มีและไม่มีการเติมธาตุหายากลงบนตัวเร่งปฏิกิริยานี้ (PtSnRE/KL) ตัวเร่งปฏิกิริยา PtSnRE/KL ที่มีสัดส่วนสารเคมี Pt:Sn:RE เท่ากับ 1:1:0.15 ถูกเตรียมโดยวิธีการระเหิดสารประกอบธาตุหายากบนซีโอไลต์ KL ก่อน และตามด้วยการระเหิดสารผสมแพลททินัมและดีบุกเข้าไปพร้อมกัน ตัวเร่งปฏิกิริยาถูกวิเคราะห์หาคุณสมบัติด้วยเทคนิคต่าง ๆ ได้แก่ ความสามารถในการดูดซับแก๊สไฮโดรเจน TPR TPO และ TEM การทดสอบตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับการเร่งปฏิกิริยาอะโรมาไทเซชันของนอร์มอลออกเทนทำที่อุณหภูมิ 500 องศาเซลเซียส และที่ความดันบรรยากาศ ผลการทดลองพบว่าความสามารถในการเกิดปฏิกิริยาและความเลือกเฉพาะกับผลิตภัณฑ์ที่ได้จากสารตั้งต้นที่เติมซัลเฟอร์ต่ำกว่าสารตั้งต้นที่ไม่มีซัลเฟอร์ การที่มีซัลเฟอร์ปรากฏอยู่ทำให้ปฏิกิริยา PtSnRE/KL มีการเปลี่ยนแปลงจากสารตั้งต้นไปเป็นผลิตภัณฑ์สูงกว่า Pt/KL และ PtSn/KL ในขณะที่ความเลือกเฉพาะกับผลิตภัณฑ์ไม่ได้ดีขึ้นอย่างชัดเจน รูปโครงร่างของ TPR แสดงให้เห็นถึงการแยกออกจากกันของอัลลอยด์ Pt-Sn เมื่อสารตั้งต้นมีซัลเฟอร์ เจือถึงแม้ว่ารูปของ TEM เปิดเผยถึงการกระจายตัวอย่างสูงของกลุ่มโลหะบน PtSn/KL และ PtSnRE/KL แต่จากการศึกษาความสามารถในการดูดซับแก๊สไฮโดรเจนพบว่าตัวเร่งปฏิกิริยาทั้งสองตัวมีการดูดซับแก๊สไฮโดรเจนที่ต่ำ ทั้งนี้อาจเนื่องมาจากการที่ดีบุกปกคลุมลงบนผิวหน้าของแพลททินัมส่งผลให้มีการดูดซับแก๊สไฮโดรเจนต่ำลง

Link to Full Text

Share

COinS