Ni-mordenit-klinoptilolit katalizör üzerine 2-metil naftalinin 1,2,4 trimetilbenzen ile transalkilasyonuna kalsinasyon sıcaklığının etkisi

Abstract

on yıllarda rafineri ve petrokimya süreçlerinde ağır aromatiklerin payının artması, bu bileşiklerin daha yüksek katma değerli ürünlere dönüştürülmesini önemli hale getirmiştir. Özellikle 1,2,4 trimetilbenzen (1,2,4 TMB) ve metilnaftalinler gibi düşük değerli aromatiklerin değerlendirilmesinde transalkilasyon reaksiyonları öne çıkmaktadır. Bu çalışmada, 2-metilnaftalin (2-MN) ile 1,2,4 TMB arasındaki transalkilasyon reaksiyonu mordenit–klinoptilolit esaslı zeolit katalizörler üzerinde incelenmiştir. Katalizörler farklı kalsinasyon programlarında hazırlanmış, nikel yükleme oranları %0, %1 ve %10 olarak belirlenmiştir. Reaksiyonlar 400–500 °C sıcaklık aralığında ve farklı boşluk hızlarında (WHSV1–WHSV3) sabit yataklı reaktörde gerçekleştirilmiş, ürünler GC-MS ile analiz edilmiştir. Ayrıca katalizörlerin yapısal, morfolojik ve kararlılık özellikleri XRF, BET, FTIR, SEM-EDS ve kok tayini ile değerlendirilmiştir. Yapılan deneyler, dönüşümün sıcaklık arttıkça yükseldiğini; akış hızı (WHSV) büyüdüğünde ise ikincil reaksiyonların belirginleşmesiyle hedef ürün seçiciliğinin azaldığını göstermiştir. Yüksek nikel yüklemesi, özellikle 500 °C çevresinde seçicilik kayıplarını artırmıştır. %1 Ni içeren Mordenit–Klinoptilolit (5:1) katalizör, 450 °C ve orta akış hızı (WHSV-2) koşullarında dönüşüm–seçililik–verim açısından dengeli ve tekrarlanabilir sonuçlar vermiştir. Program-2 (550 °C) kalsinasyonu, metal/asit dağılımını düzenleyip gözenek dokusunu koruduğu için kok oluşumunu azaltmış ve katalitik kararlılığı yükseltmiştir. Bu bulgular, ağır aromatiklerin ksilenlere dönüştürüldüğü süreçlerde akış hızı–sıcaklık–kalsinasyon birlikteliğinin dikkatle ayarlanması hâlinde Ni destekli Mordenit–Klinoptilolit katalizörlerin güvenilir bir performans aralığı sunduğunu ve ölçek büyütmeye elverişli olduğunu göstermektedir.