شبیه سازی مونت کارلو اثر نسبت سیلیسیم به آلومینیم موجود در ساختار زئولیت MFI روی جداسازی ایزومرهای پنتان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

دانشگاه ایلام

چکیده

جداسازی ایزومرهای آلکانها توسط زئولیتها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این تحقیق روش مونت کارلو برای شبیه سازی مولکولی جذب ایزومرهای پنتان بصورت خالص و مخلوط دوجزئی روی زئولیت MFI مورد استفاده قرار گرفته است. اثر مقدار آلومینیم در زئولیت MFI (با نسبت سیلیسیم به آلومینیم 18، 31 و ) روی جذب ایزومرهای پنتان مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان داد که ساختارهای با نسبت سیلیسیم به آلومینیم متفاوت دارای خواص جذب و انتخاب‌گری جذب متفاوتی هستند و این به ساختار حفرات مستقیم و زیگزاگی زئولیت مربوط است. همچنین نتایج نشان می‌دهد که با افزایش فشار میزان انتخاب‌گری ساختار زئولیت MFI نسبت به آلکان خطی در مخلوط ایزومرها افزایش می یابد. به دلیل فاکتور رقابت در جذب، انتخاب‌گری در جذب در حالت مخلوط از حالت خالص بالاتر است. با افزایش دما میزان جذب کاهش می یابد و میزان انتخاب‌گری وابسته به فشار عملیاتی می باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] S. Gopal, P.G. Smirniotis (2003) "Pt/H-ZSM-12 as a catalyst for the hydroisomerization of C5–C7 n-alkanes and simultaneous saturation of benzene", Applied Catalysis A: General, 247, 113-123.
[2] T. Kimura (2003) “Development of Pt/SO42−/ZrO2 catalyst for isomerization of light naphtha”, Catalysis Today, 81, 57-63.
[3] K. Surla, H. Vleeming, D. Guillaume, P. Galtier (2004)  “A single events kinetic model: n-butane isomerization”, Chemical Engineering Science, 59, 4773-4779.
[4] M. Busto, L.A. Dosso, C.R. Vera, J.M. Grau (2012) “Composite catalysts of Pt/SO42-ZrO2 and Pt/WO3–ZrO2 for producing high octane isomerizate by isomerization-cracking of long paraffins”, Fuel Processing Technology, 104, 128-135.
[5] H. Liu, X. Meng, R. Zhang, Z. Liu, J. Meng, C. Xu (2010) “Reaction performance and disappearance kinetics of n-pentane isomerization catalyzed by chloroaluminate ionic liquid”, Catalysis Communications, 12, 180-183.
[6] C. Dalmazzone, P. Magnoux, Y. Boucheffa, M. Guisnet, G. Joly, S. Jullian (2000) “ Mise en évidence de l'adsorption de l'isopentane dans les pores de la zéolithe 5A”, Oil & Gas Science and Technology - Rev. IFP, 55, 307-314.
[7] L.B. Hamouda, A. Ghorbel (2000) “Control Preparation of Sulfated Zirconia by Sol-Gel Process: Impact on Catalytic Performances During n-Hexane Isomerization”, Journal of Sol-Gel Science and Technology, 19, 413-416.
[8] X.L. Zhou, G.X. Yu, C. Tang, C.L. Li, J.A. Wang, O. Novaro, M.E. Llanos, M.A. Cortés-Jácome (2008) “On the Role of Calcination Temperature in Pt-SO42− /ZrO2−Al2O3 Preparation and Catalytic Behaviors During the n-Hexane Hydroisomerization”, Catalysis Letters, 124, 277-283.
[9] A. Julbe, D. Farrusseng, C. Guizard, (2001)”Porous ceramic membranes for catalytic reactors — overview and new ideas, Journal of Membrane Science”, 181, 3-20.
[10] T.C.T. Pham, H.S. Kim, K.B. Yoon, (2011) “Growth of Uniformly Oriented Silica MFI and BEA Zeolite Films on Substrates”, Science, 334,  1533-1538.
[11] G. Li, E. Kikuchi, M. Matsukata, (2003) “ZSM-5 zeolite membranes prepared from a clear template-free solution”, Microporous and Mesoporous Materials, 60, 225-235.
[12] S. Alfaro, M. Arruebo, J.n. Coronas, M. Menéndez, J. Santamarı́a, (2001) “Preparation of MFI type tubular membranes by steam-assisted crystallization”, Microporous and Mesoporous Materials, 50, 195-200.
[13] Y. Hasegawa, T. Ikeda, T. Nagase, Y. Kiyozumi, T. Hanaoka, F. Mizukami, (2006) “Preparation and characterization of silicalite-1 membranes prepared by secondary growth of seeds with different crystal sizes”, Journal of Membrane Science, 280,  397-405.
[14] F. Matter, (2010) Zeolites in Industrial Separation and Catalysis, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA.
[15] A. Corma (2009) “ Materials chemistry: Catalysts made thinner”, Nature, 461, 182-183.
[16] G.J. Hutchings, M.V.M. Hall, R. Hunter (1986)  “Hydrocarbon formation over the zeolite catalyst ZSM-5 using model reagents: Comments on the primary reaction products”, Journal of Catalysis, 101, 224-226.
[17] F. Gramm, C. Baerlocher, L.B. McCusker, S.J. Warrender, P.A. Wright, B. Han, S.B. Hong, Z. Liu, T. Ohsuna, O. Terasaki (2006) “Complex zeolite structure solved by combining powder diffraction and electron microscopy”, Nature, 444, 79-81.
[18] T. Ban, H. Mitaku, C. Suzuki, J. Matsuba, Y. Ohya, Y. Takahashi, (2005) “Crystallization and crystal morphology of silicalite-1 prepared from silica gel using different amines as a base”, Journal of Crystal Growth, 274, 594-602.
[19] S. Zheng, H.R. Heydenrych, A. Jentys, J.A. Lercher (2002) “Influence of surface modification on the acid site distribution of HZSM-5”, The Journal of Physical Chemistry B, 106, 9552-9558.
[20] D.W.B.E.M. Flanigen, (1974) Zeolite Molecular Sieves Structure, Chemistry and Use, Wiley New York.
[21] R. Krishna, R. Baur, (2003) “Modelling issues in zeolite based separation processes”, Separation and Purification Technology 33, 213-254.
[22] R. Krishna, J.M. van Baten, (2007) “Screening of zeolite adsorbents for separation of hexane isomers: A molecular simulation study”, Separation and Purification Technology 55, 246-255.
[23] R. Krishna, B. Smit and Sofia Calero, (2002) “Entropy effects during sorption of alkanes in zeolites” Chemical Society Reviews,31, 185–194
 [24] E. Beerdsen, D. Dubbeldam, B. Smit, T. J. H. Vlugt, and S. Calero, (2003) “Simulating the Effect of Nonframework Cations on the Adsorption of Alkanes in MFI-type Zeolites”, The Journal of Physical Chemistry B, 107, 12088-12096.
 [25] M. S. Sun, O. Talu, and D. B. Shah, (1996) “Adsorption Equilibria of C5−C10 Normal Alkanes in Silicalite Crystals”, Journal of  Physical Chemistry, 43, 17276–17280.