Synthesis and Performance of Mo₂C-Modified HY Zeolite Catalysts for Naphtha Reforming

Ban A. Al-Tabbakh; Aysar T. Jarullah; Ahmed N. Ahmed

doi:10.52716/jprs.v16i2.912

المؤلفون

Ban A. Al-Tabbakh وزارة النفط، مركز البحث والتطوير النفطي
Aysar T. Jarullah قسم الهندسة الكيميائية، كلية الهندسة، جامعة تكريت، صلاح الدين، العراق.
Ahmed N. Ahmed قسم الهندسة الكيميائية، كلية الهندسة، جامعة تكريت، صلاح الدين، العراق.

DOI:

https://doi.org/10.52716/jprs.v16i2.912

الكلمات المفتاحية:

Catalytic Reforming, Carbide catalyst, zeolite HY.

الملخص

تم تطوير محفزات زيوليت HY المعدّلة بـ Mo₂C لتعزيز تفاعلات نزع الهيدروجين والأزمرة في عملية الإصلاح الحفزي للنفثا. وقد تم تحضير نظامين مركبين هما Mo₂C–Pt/CeY وPt–Ti/HY، وتم توصيفهما باستخدام تقنيات حيود الأشعة السينية (XRD)، ومساحة السطح النوعية (BET)، والأشعة تحت الحمراء بتحويل فورييه (FTIR).

تم تقييم الأداء الحفزي في وحدة إصلاح تجريبية عند درجات حرارة تراوحت بين 480–520 °م، وضغوط بين 10–15 بار، وبمعدل سرعة فراغية سائلة (LHSV) مقداره 2 ساعة⁻¹، ونسبة هيدروجين إلى هيدروكربون (H₂/HC) بلغت 4.

أظهرت النتائج أن إدخال التيتانيوم يحسن التوازن بين المواقع المعدنية والحامضية، ويعزز وظيفة الهدرجة–نزع الهيدروجين من خلال تكوين أنواع تيتانيوم ذات تنسيق رباعي السطوح. ومن بين المحفزات المختبرة، أظهر محفز Pt–Ti/HY أداءً متفوقًا، حيث حقق رقم أوكتان بحثي (RON) بلغ 86.2 ومردودًا من المركبات العطرية بنسبة 27.2% وزنيًا عند درجة حرارة 520 °م وضغط 15 بار.

توضح هذه النتائج أن تعديل زيوليت HY بالمعادن يسهم بشكل كبير في تحسين النشاط الحفزي والانتقائية في عملية الإصلاح الحفزي للنفثا.

المراجع

C. L. Pieck, C. R. Vera, J. M. Parera, G. N. Giménez, L. R. Serra, L. S Carvalho, and M. C. Rangel, "Metal dispersion and catalytic activity of trimetallic Pt-Re-Sn/Al2O3 naphtha reforming catalysts", Catalysis Today, vol. 107-108, pp. 637–642, 2005. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2005.07.040.

S. A. D'Ippolito, C. R. Vera, F. Epron, C. Especel, P. Marécot, and C. L. Pieck, "Naphtha reforming Pt-Re-Ge/γ-Al2O3 catalysts prepared by catalytic reduction: Influence of the pH of the Ge addition step", Catalysis Today, vol. 133, pp. 13–19, 2008. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2007.11.014.

G. J. Antos and A. M. Aitani, “Catalytic naphtha reforming, revised and expanded”, CRC Press, 2004.

T. Lid and S. Skogestad, "Data reconciliation and optimal operation of a catalytic naphtha reformer", Journal of Process Control, vol. 18, no. 3–4, pp. 320–331, 2008. https://doi.org/10.1016/j.jprocont.2007.09.002.

N. S. Ahmedzeki, B. A. Al-tabbakh, M. B. Antwan, S. Ylemiz, "Heavy naphtha upgrading by catalytic reforming over novel bi-functional zeolite catalyst", Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis, vol.125, pp. 1127-1138, 2018. https://doi.org/10.1007/s11144-018-1432-y.

R. A. Meyers, “Handbook of petroleum refining processes”, McGraw-Hill Education, 2016.

A. T. Jarullha, A. N. Ahmed, B. A. Al-tabbakh, and A. M. Ahmed, “Design of New Composite Nano-Catalyst for Naphtha Reforming Process: Experiments and Process Modeling”, Tikrit Journal of Engineering Sciences, vol.30, no. 2, pp. 46-59, 2023. https://doi.org/10.25130/tjes.30.2.6.

J. L. Hodala, S. Kotni, B. Ramachandrarao, and B. Chelliahn, "Metal carbide as a potential non-noble metal catalyst for naphtha reforming", Fuel, vol. 288, p. 19610, 2021. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2020.119610.

N. S. Ahmedzeki and B. A. Al-Tabbakh, "Catalytic reforming of Iraqi Naphtha over Pt-Ti/HY zeolite catalyst", Iraqi Journal of Chemical and Petroleum Engineering, vol. 17, no. 3, pp. 45–56, 2016. https://doi.org/10.31699/IJCPE.2016.3.4.

S. R. S. Mohaddecy, S. Zahedi, S. Sadighi, and H. Bonyad, "Reactor modeling and simulation of catalytic reforming process", Petroleum & Coal, vol. 48, no. 3, pp. 28–35, 2006.

U. Taskar and J. B. Riggs, "Modeling and optimization of a semiregenerative catalytic naphtha reformer," AIChE Journal, vol. 43, no. 3, pp. 740–753, 1997. https://doi.org/10.1002/aic.690430319.

L. B. Galperin, J. C. Bricker, and J. R. Holmgren, "Effect of support acid–basic properties on activity and selectivity of Pt catalysts in the reaction of methylcyclopentane ring opening", Applied Catalysis A: General, vol. 239, no. 1–2, pp. 297–304, 2003. https://doi.org/10.1016/S0926-860X(02)00416-7.

C. Gao, D. Li, H. Pan, H. Wang, Y. Zhu, Y. Tang, M. Zhu, Z. Yang, and J. Xu, “Propane-Induced Pt/Al2O3 Surface Reconstruction for Catalytic Reforming Reaction of n-Heptane”, ACS Catalysis, vol. 15, no. 22, pp. 18953-18965, 2025. ‏ https://doi.org/10.1021/acscatal.5c05811.

F. Velázquez-Alonso, C. A. González-Ramírez, J. R. Villagómez-Ibarra, E. M. Otazo-Sánchez, M. Hernández-Juárez, F. Pérez-Villaseñor, A. Castro-Agüero, and L. O. Alemán-Vázquez, “Transitional analysis for multi-objective operative improvement of reformate quality and hydrogen production from a naphtha catalytic reforming process”, Heliyon, vol. 11, no. 1, 2025. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e41428.

F. Velázquez-Alonso, C. A. González-Ramírez, J. R. Villagómez-Ibarra, E. M. Otazo-Sánchez, M. Hernández-Juárez, F. Pérez-Villaseñor, Á. Castro-Agüero, Á. Castro-Agüero, L. O. Alemán-Vázquez, C. Camacho-López, and C. Romo-Gómez, “Operative Improvement in the Naphtha Catalytic Reforming Process to Reduce the Environmental Impact of Benzene Fugitive Emissions from Gasoline”, ChemEngineering, vol. 9, no. 2, p. 21, 2025. ‏ https://doi.org/10.3390/chemengineering9020021.