3.5. Catalytic conversion of VGOThe

3.5. Catalytic conversion of VGO
The performance of the hybrid materials as catalyst for decomposition
of the VGO was firstly determined by thermogravimetry.
The profiles of the thermal behavior of the VGO alone and in presence
of the samples of HZSM-5/AlMCM-41(7), HAlMCM-41 and
HZSM-5 are shown in Fig. 7(a). In Fig. 7(b) is shown the activation
energy as a function of the degree of conversion. The data related
to the mass losses obtained from the thermogravimetry curves
must be converted in data conversions before be submitted to kinetic
treatment by the Vyazovkin model-free kinetic method.
Assuming that the total mass loss corresponds to 100% of conversion,
thus the mass losses in lower temperatures were normalized
in relation to total mass loss originated the curve of conversion.
The chromatograms of the products obtained from pyrolysis-GC/
MS are shown in Fig. 8.
The pattern of thermal and catalytic degradation of heavy oils
depends on several factors, being the main ones: the temperature
and the type and the amount of catalyst added to the system. The
reaction rate and others kinetic parameters for each system should
be determined through experimental data, however due to complexity
of the hydrocarbons degradation reactions, the conventional
methods of determination of the kinetic data are difficult
of be applied. Therefore, in this study was applied non-isothermal
model-free kinetic of Vyazovkin [33] to determine the activation
energy for the reaction of VGO degradation in the presence of catalysts
without the need of a model of reaction rate in function of
the reactants concentrations. Eq. (4) represents the integrated form
of the model-free kinetic proposed by Vyazovkin where a is the conversion of the VGO degradation reaction; Ta is the
temperature to reach the conversion a; b is the heating rate; R is
universal gas constant; k0 is Arrhenius pre-exponential factor; Ea is the activation energy for a certain conversion a and g(a) is the
integral of the kinetic model of reaction rate in function of the conversion.
In most of the cases the function g(a) does not present a defined
form and after the model fitting, g(a) become implicit in the
linear coefficient obtained. Eq. (4), indicates that a plotting of
lnðb=T2
aÞ versus 1/Ta gives a straight line and from its slope can be
determined the activation energy.
The Vyazovkin’s model-free kinetic algorithms were applied to
calculate the activation energy (Ea) for the pyrolysis process of VGO
pure and in the presence of the catalysts (Fig. 7(b)). The Ea was ca.
60 kJ mol1 for the hybrid catalyst HZSM-5/AlMCM-41(7); ca. 80–
90 kJ mol1 for the mesoporous molecular sieve H-AlMCM-41 as
well for the zeolite HZSM-5, and ca. 130 kJ mol1 for thermal degradation
of VGO alone. It could be concluded that the hybrid catalyst
led to lower activation energy, and presented a significant
potential for the catalytic processing of VGO degradation due to
the combination of acidic sites in the microporous of the HZSM-5
combined with the accessibility of this sites through the mesoporous
of AlMCM-41 structure, resulting in a higher efficiency of the
hybrid material. It was observed that Ea values decrease with the
increase of the acid properties of catalyst. These results suggest
that the catalyst acidity is one of the most important parameters
in the reaction for catalytic pyrolysis of this VGO residue.
In Fig. 8, analyzing the chromatograms of the products of the
VGO pyrolysis with and without catalyst, it can be shown that
VGO alone suffers thermal degradation for hydrocarbons in the
carbon range from C17 to C41, with high activation energy. However,
when the hybrid material was added to VGO, light fraction
could be obtained, typically in the range of C3–C5 (liquefied petroleum
gas); and middle distillates, C6–C10 (gasoline) and C11–C16
(diesel), with low activation energy, proving the catalytic effect
of the hybrid material for the pyrolysis of VGO residue. The LPG
and gasoline fractions were produced due to strong acid sites combined
with the microporosity of the HZSM-5 zeolite, whereas the
diesel fraction was attributed to the mesoporosity associated to
mild acid sites of the AlMCM-41.

Kết quả (Việt) 1:

3.5. chất xúc tác chuyển đổi của VGOHiệu suất của vật liệu kết hợp như là chất xúc tác cho sự phân hủyVGO trước hết xác định bởi thermogravimetry.Các cấu hình của hành vi nhiệt VGO một mình và trong sự hiện diệnmẫu HZSM-5/AlMCM-41(7), HAlMCM-41 vàHZSM-5 được thể hiện trong hình 7(a). Trong hình 7(b) Hiển thị kích hoạtnăng lượng như là một chức năng của mức độ chuyển đổi. Dữ liệu liên quanđến những thiệt hại mass thu được từ các đường cong thermogravimetryphải được chuyển đổi trong chuyển đổi dữ liệu trước khi được gửi đến kineticđiều trị bằng phương pháp miễn phí mô hình động lực Vyazovkin.Giả sử rằng tổng số thiệt hại khối lượng tương ứng với 100% chuyển đổi,do đó các thiệt hại hàng loạt ở nhiệt độ thấp hơn đã được chuẩn hoáliên quan đến mất khối lượng tất cả bắt nguồn từ những đường cong của chuyển đổi.Chromatograms các sản phẩm thu được từ chưng khô-GC /MS được thể hiện trong hình 8.Các mô hình của nhiệt và chất xúc tác suy thoái nặng dầuphụ thuộc vào nhiều yếu tố, là cái chính: nhiệt độvà các loại và số lượng chất xúc tác bổ sung vào hệ thống. Cáctốc độ phản ứng và những người khác nên các tham số động cho mỗi hệ thốngphải được xác định thông qua các dữ liệu thực nghiệm, Tuy nhiên do sự phức tạpCác phản ứng suy thoái hydrocarbon, các thông thườngtrong số các phương pháp xác định các dữ liệu động lực là khó khănsố được áp dụng. Vì vậy, trong nghiên cứu này đã được áp dụng không isothermalmiễn phí mẫu kinetic Vyazovkin [33] để xác định kích hoạtnăng lượng cho phản ứng của VGO sự thoái hóa sự hiện diện của chất xúc tácmà không cần một mô hình của tỷ lệ phản ứng trong chức năng củanồng độ chất phản ứng. EQ. (4) đại diện cho các hình thức tích hợpcủa các mẫu miễn phí động được đề xuất bởi Vyazovkin nơi một là chuyển đổi của các phản ứng VGO suy thoái; Ta là cácnhiệt độ để tiếp cận với việc chuyển đổi a; b là tỷ lệ hệ thống sưởi; R làhằng số khí phổ quát; K0 là yếu tố tiền mũ Arrhenius; EA là năng lượng kích hoạt cho một chuyển đổi một số một và g(a) là cáctích phân của các mô hình động tỷ lệ phản ứng trong chức năng chuyển đổi.Trong hầu hết các trường hợp g(a) chức năng không trình bày một định nghĩahình thức và sau khi mô hình phù hợp, g(a) trở thành tiềm ẩn trong cáctuyến tính hệ số thu được. EQ. (4), chỉ ra rằng một âm mưu củalnðb = T2aÞ so với 1/Ta cung cấp cho một đường thẳng và từ độ dốc của nó có thểxác định năng lượng kích hoạt.Vyazovkin miễn phí mô hình kinetic thuật toán đã được áp dụng chotính toán năng lượng kích hoạt (Ea) cho quá trình nhiệt phân VGOtinh khiết và sự hiện diện của chất xúc tác (hình 7(b)). Ea đã ca.60 kJ mol 1 cho chất xúc tác lai HZSM-5/AlMCM-41(7); ca. 80-90 kJ mol 1 cho mesoporous phân tử sàng H-AlMCM-41 nhưtốt cho zeolite HZSM-5, và khoảng 130 kJ mol 1 cho suy thoái nhiệtcủa VGO một mình. Nó có thể kết luận đó là chất xúc tác laidẫn đến giảm năng lượng kích hoạt, và trình bày một quan trọngtiềm năng cho việc xử lý VGO suy thoái do xúc tácsự kết hợp của các trang web có tính axit trong lụa HZSM-5kết hợp với khả năng tiếp cận của các trang web này thông qua các mesoporouscấu trúc AlMCM-41, dẫn đến một hiệu quả cao của cáckết hợp tài liệu. Nó đã được quan sát thấy rằng giá trị Ea giảm với cáctăng cường tính axit của chất xúc tác. Các kết quả đề nghịchất xúc tác axit là một trong các thông số quan trọng nhấttrong phản ứng cho tác dụng xúc tác Chưng khô của dư lượng VGO này.Trong hình 8, phân tích chromatograms các sản phẩm của cácVGO Chưng khô và không có chất xúc tác, nó có thể được hiển thị màVGO một mình bị suy thoái nhiệt cho các hydrocarbon ở cáccacbon dao động từ C17 để C41, với năng lượng cao kích hoạt. Tuy nhiên,Khi các vật liệu hybrid đã được thêm vào VGO, phần nhỏ ánh sángcó thể thu được, thông thường trong phạm vi C3-C5 (dầu mỏ hóa lỏngkhí đốt); và giữa hoàng, C6-C10 (xăng dầu) và C11-C16(diesel), với năng lượng kích hoạt thấp, chứng minh tác dụng xúc tácvật liệu hybrid cho chưng khô VGO dư. Khí hóa lỏngvà phân số xăng dầu được sản xuất do các trang web axit mạnh mẽ kết hợpvới microporosity zeolite HZSM-5, trong khi cácđộng cơ diesel phần là do mesoporosity liên quan đếnTrang web axit nhẹ của AlMCM-41.

Kết quả (Việt) 2:

3.5. Chuyển đổi xúc tác của VGO
Hiệu suất của vật liệu lai như là chất xúc tác cho sự phân hủy
của VGO lần đầu tiên được xác định bằng trọng lượng nhiệt.
Các hồ sơ về hành vi nhiệt của VGO một mình và trong sự hiện diện
của các mẫu của HZSM-5 / AlMCM-41 (7) , HAlMCM-41 và
HZSM-5 được thể hiện trong hình. 7 (a). Trong hình. 7 (b) được thể hiện kích hoạt
năng lượng như là một hàm của mức độ chuyển đổi. Các dữ liệu liên quan
đến tổn thất khối lượng thu được từ các đường cong trọng lượng nhiệt
phải được chuyển đổi trong chuyển đổi dữ liệu trước khi được gửi đến động
điều trị của Vyazovkin mô hình miễn phí phương pháp động học.
Giả sử rằng tổng khối lượng bị mất tương ứng với 100% của chuyển đổi,
do đó tổn thất khối lượng ở nhiệt độ thấp hơn đã được bình thường hóa
trong quan hệ với tổng khối lượng bị mất nguồn gốc các đường cong của chuyển đổi.
những sắc của các sản phẩm thu được từ quá trình nhiệt phân-GC /
MS được hiển thị trong hình. 8.
Các mô hình của suy thoái nhiệt và xúc tác của các loại dầu nặng
phụ thuộc vào nhiều yếu tố, là những cái chính: nhiệt độ
và loại và số lượng chất xúc tác bổ sung vào hệ thống. Các
tốc độ phản ứng và các thông số động học khác cho mỗi hệ thống phải
được xác định thông qua các dữ liệu thực nghiệm, tuy nhiên do tính phức tạp
của các phản ứng hydrocarbon suy thoái, thông thường
phương pháp xác định các dữ liệu động học là khó khăn
của thể được áp dụng. Vì vậy, trong nghiên cứu này đã được áp dụng không đẳng nhiệt
mô hình miễn động của Vyazovkin [33] để xác định kích hoạt
năng lượng cho phản ứng của suy thoái VGO trong sự có mặt của chất xúc tác
mà không cần một mô hình của tốc độ phản ứng trong chức năng của
nồng độ chất phản ứng . Eq. (4) đại diện cho các hình thức tích hợp
các mô hình động miễn phí bởi Vyazovkin đề nơi một là sự chuyển đổi của phản ứng phân hủy VGO; Ta là
nhiệt độ để đạt được chuyển đổi một; b là tỷ lệ sưởi ấm; R là
phổ quát hằng số khí; k0 là Arrhenius yếu tố trước mũ; Ea là năng lượng kích hoạt cho một chuyển đổi a và g nhất định (a) là
không thể thiếu trong các mô hình động học của tốc độ phản ứng trong chức năng của chuyển đổi.
Trong hầu hết các trường hợp, các chức năng g (a) không đưa ra một định nghĩa
hình thức và sau các mô hình phù hợp, g (a) trở thành tiềm ẩn trong các
hệ số tuyến tính thu được. Eq. (4), chỉ ra rằng một âm mưu của
lnðb = T2
ATH so với 1 / Ta đưa ra một đường thẳng và từ độ dốc của nó có thể được
xác định năng lượng kích hoạt.
Thuật toán động học mô hình miễn phí của Vyazovkin đã được áp dụng để
tính toán năng lượng kích hoạt (Ea) cho quá trình nhiệt phân VGO
tinh khiết và trong sự hiện diện của các chất xúc tác (Hình. 7 (b)). Ea được Ca.
60 kJ mol 1 cho chất xúc tác lai HZSM-5 / AlMCM-41 (7); ca. 80-
90 kJ mol? 1 cho các mao rây phân tử H-AlMCM-41 là
tốt cho các zeolit ​​HZSM-5, và ca. 130 kJ mol? 1 cho phân hủy do nhiệt
của VGO một mình. Nó có thể kết luận rằng chất xúc tác lai
dẫn đến năng lượng hoạt hóa thấp hơn, và trình bày một ý nghĩa
tiềm năng cho việc xử lý xúc tác của suy thoái VGO do
sự kết hợp của các trang web có tính axit trong vi xốp của HZSM-5
kết hợp với khả năng tiếp cận của các trang web này thông qua mao
của AlMCM-41 cấu trúc, kết quả trong một hiệu quả cao hơn của
vật liệu lai. Nó đã được quan sát thấy rằng các giá trị Ea giảm cùng với việc
gia tăng các thuộc tính axit của chất xúc tác. Những kết quả này cho thấy
rằng nồng độ axit xúc tác là một trong những thông số quan trọng nhất
trong phản ứng đối với nhiệt phân xúc tác của dư lượng VGO này.
Trong hình. 8, phân tích sắc ký của các sản phẩm của
quá trình nhiệt phân có và không có chất xúc tác VGO, nó có thể được hiển thị mà
mình VGO bị xuống cấp nhiệt cho các hydrocarbon trong
phạm vi cacbon từ C17 đến C41, với năng lượng hoạt hóa cao. Tuy nhiên,
khi các vật liệu lai đã được thêm vào VGO, phần ánh sáng
có thể thu được, thông thường trong phạm vi của C3-C5 (dầu mỏ hóa lỏng
khí); và sản phẩm chưng cất trung, C6-C10 (xăng) và C11-C16
(diesel), với năng lượng hoạt hóa thấp, chứng minh tác dụng xúc tác
của vật liệu lai cho nhiệt phân VGO bã. Các LPG
phân số và xăng được sản xuất do các trang web acid mạnh kết hợp
với microporosity của HZSM-5 zeolite, trong khi
phần động cơ diesel đã được quy cho sự mesoporosity liên quan đến
các trang web axit nhẹ của AlMCM-41.