Effect of pressure on catalytic conversion efficiency - Catalytic reaction of glycerin with a Pd catalyst
Aplikace | | Frontier LabInstrumentace
Studium vlivu tlaku na účinnost katalytické přeměny glycerinu je zásadní pro optimalizaci průmyslových procesů v oblasti obnovitelných zdrojů uhlovodíků. Kontrola tlaku umožňuje cíleně ovlivnit selektivitu a výtěžnost produktů, což zvyšuje efektivitu a udržitelnost chemické výroby.
Tato technická poznámka se zaměřuje na analýzu vlivu tří úrovní tlaku (0,2; 0,5; 0,97 MPa) na katalytickou hydrogenaci glycerinu přes Pd/Al₂O₃. Experiment využívá rychlý screening katalyzátorů a přímé interakce μ-Reactor systému s GC/MS pro sledování změn složení produktů.
Vzorek glycerinu (0,3 mg) byl termicky rozložen při 300 °C v prvním reaktoru. Vzniklé meziprodukty byly ve druhém reaktoru (300 °C) převáděny ve stálém proudění vodíku přes Pd/Al₂O₃ (10 mg). Reakční produkty byly zachyceny pomocí MicroJet Cryo-Trapu na 5 minut a následně rozpuštěny a analyzovány technikou GC/MS.
Gradované chromatogramy pro tlaky 0,2 a 0,97 MPa odhalily, že hlavními produkty jsou etan a propan. S nárůstem tlaku dochází k nárůstu relativního zastoupení propanu a poklesu etanu, butanu, pentanu a hexanu. Tyto trendy ukazují, že vyšší tlak podporuje tvorbu kratších uhlovodíků s vyšší selektivitou vůči propanu.
Další vývoj může směřovat k automatizaci multivariačních studií tlaku, teploty a složení směsí, případně k aplikaci na jiné obnovitelné suroviny. Integrace pokročilých senzorů a umělé inteligence umožní prediktivní modelování výkonu katalyzátorů ve skutečných provozních podmínkách.
Studie prokázala, že tlak je klíčovým parametrem ovlivňujícím distribuci vodíkových segmentů při hydrogenaci glycerinu. Rychlý screening katalyzátorů v μ-Reactor systému nabízí efektivní nástroj pro úpravu podmínek a dosažení požadované selektivity.
GC/MSD, Termální desorpce
ZaměřeníPrůmysl a chemie
VýrobceFrontier Lab
Souhrn
Význam tématu
Studium vlivu tlaku na účinnost katalytické přeměny glycerinu je zásadní pro optimalizaci průmyslových procesů v oblasti obnovitelných zdrojů uhlovodíků. Kontrola tlaku umožňuje cíleně ovlivnit selektivitu a výtěžnost produktů, což zvyšuje efektivitu a udržitelnost chemické výroby.
Cíle a přehled studie
Tato technická poznámka se zaměřuje na analýzu vlivu tří úrovní tlaku (0,2; 0,5; 0,97 MPa) na katalytickou hydrogenaci glycerinu přes Pd/Al₂O₃. Experiment využívá rychlý screening katalyzátorů a přímé interakce μ-Reactor systému s GC/MS pro sledování změn složení produktů.
Použitá metodika
Vzorek glycerinu (0,3 mg) byl termicky rozložen při 300 °C v prvním reaktoru. Vzniklé meziprodukty byly ve druhém reaktoru (300 °C) převáděny ve stálém proudění vodíku přes Pd/Al₂O₃ (10 mg). Reakční produkty byly zachyceny pomocí MicroJet Cryo-Trapu na 5 minut a následně rozpuštěny a analyzovány technikou GC/MS.
Použitá instrumentace
- Medium pressure flow controller MP-3050FC (do 1 MPa)
- Tandem μ-Reactor Rx-3050TR
- Chromatograf GC/MS s Vent-free adaptérem
- MicroJet Cryo-Trap pro dočasné zachycení látek
- Separační kolona UA+-1 (dimethyl polysiloxane, L=30 m, i.d. 0,25 mm, df=2 μm)
Hlavní výsledky a diskuse
Gradované chromatogramy pro tlaky 0,2 a 0,97 MPa odhalily, že hlavními produkty jsou etan a propan. S nárůstem tlaku dochází k nárůstu relativního zastoupení propanu a poklesu etanu, butanu, pentanu a hexanu. Tyto trendy ukazují, že vyšší tlak podporuje tvorbu kratších uhlovodíků s vyšší selektivitou vůči propanu.
Přínosy a praktické využití metody
- Rychlé hodnocení katalyzátorů pro optimalizaci procesních podmínek.
- Flexibilní kontrola tlaku umožňuje cílenou úpravu produktového portfolia.
- Integrovaný μ-Reactor s GC/MS zkracuje dobu analýzy a minimalizuje objem vzorku.
Budoucí trendy a možnosti využití
Další vývoj může směřovat k automatizaci multivariačních studií tlaku, teploty a složení směsí, případně k aplikaci na jiné obnovitelné suroviny. Integrace pokročilých senzorů a umělé inteligence umožní prediktivní modelování výkonu katalyzátorů ve skutečných provozních podmínkách.
Závěr
Studie prokázala, že tlak je klíčovým parametrem ovlivňujícím distribuci vodíkových segmentů při hydrogenaci glycerinu. Rychlý screening katalyzátorů v μ-Reactor systému nabízí efektivní nástroj pro úpravu podmínek a dosažení požadované selektivity.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Rapid analysis of heavy oil catalytic cracking products using pyrolysis GC (2) Analysis of short-chain hydrocarbons (C2-C6) produced by different catalysts
|Frontier Lab|Aplikace
Multi-functional Pyrolyzer® Technical Note ( PYA1-105E ) Rapid analysis of heavy oil catalytic cracking products using pyrolysis GC (2) Analysis of short-chain hydrocarbons (C2-C6) produced by different catalysts x 106 5 4 3 2 1 0 x 106 5…
Klíčová slova
cryo, cryomicrojet, microjetheavy, heavyzeolite, zeoliteoil, oilcracking, crackingtemporarily, temporarilyfrontier, frontiercatalysts, catalystsinquiries, inquiriescatalytic, catalyticpyrolyzer, pyrolyzerpropane, propaneethane, ethanecatalyst
Catalytic fast pyrolysis of rice straws over ZSM-5 catalysts using a Tandem μ-Reactor
|Frontier Lab|Aplikace
µ-Reactor Technical Note ( RXA-006E ) Catalytic fast pyrolysis of rice straws over ZSM-5 catalysts using a Tandem μ-Reactor GC 1 mL/min MS 0.0 0 2 4 10 Vinyl syringol Syringol 6 8 Retention time / min Fig. 1 Rapid…
Klíčová slova
syringol, syringolguaiacol, guaiacolaromatic, aromaticreactor, reactorvinyl, vinylbtexs, btexsdihydrobenzofuran, dihydrobenzofuranhydroxyacetone, hydroxyacetonebutanedione, butanedionenaphthyl, naphthylmethylnaphthalene, methylnaphthalenemicrojet, microjettoluene, toluenehydrocarbons, hydrocarbonswebpage
Operating principle of medium pressure flow controller that allows catalyst screening at varied pressures
|Frontier Lab|Technické články
µ-Reactor Technical Note ( RXT-002E ) Operating principle of medium pressure flow controller that allows catalyst screening at varied pressures [Background] For screening catalysts, it is important to examine the experimental factors which affect the catalytic reactions. Reaction temperature and…
Klíčová slova
controller, controllerreaction, reactionmedium, mediumpressure, pressureflow, flowsplit, splitega, egainquiries, inquiriesgas, gasrestrictor, restrictorreactor, reactorcatalyst, catalystsend, sendvaried, variedforward
Frontier Lab Rapid Catalyst Screening Reactors
2018|Frontier Lab|Brožury a specifikace
Rapid Catalyst Screening Reactors Rapid screening of catalysts Analysis of a variety of sample types Multi-modes of operation Tandem µ-Reactor Rx-3050TR Single µ-Reactor Rx-3050SR Overview Two accessories, the Selective Sampler and the MicroJet Cryo-Trap, enable the products formed in up…
Klíčová slova
reactor, reactorcatalyst, catalystreaction, reactiontube, tubeleft, leftspecification, specificationgas, gastemperature, temperaturereactors, reactorsmicrojet, microjetcontrol, controlrapid, rapidtandem, tandemshot, shotcontroller