Catalytic Activity of Copper Oxide Impregnated HZSM-5 in Methanol Conversion to Liquid Hydrocarbons

Authors


Abstract

A number of CuO/HZSM-5 catalysts have been studied in a small scale fixed bed reactor for the conversion of methanol to gasoline range hydrocarbons at 673 K and at one atmospheric pressure. All the catalysts were prepared by wet impregnation technique. The copper oxide loading over HZSM-5 (Si/Al=45) catalyst was studied in the range of 0 to 9 wt%. XRD, surface area analyzer, metal trace analyzer, SEM techniques and TGA were used to characterize the catalysts. Incorporation of CuO onto HZSM-5 zeolite significantly increased conversion and liquid hydrocarbon product yields. The major liquid products of the reactions were ethyl benzene, toluene, xylene, isopropyl benzene, ethyl toluene, trimethyl benzene and tetramethyl benzene. The maximum methanol conversion and hydrocarbon product yield was obtained at a copper oxide loading of 7 wt%. Effect of run time on conversion and product distribution was also investigated to compare the performance of these catalysts and coke on the catalyst was determined. Effect of space-time and temperature on methanol conversion and products yield with 7 wt% CuO/HZSM-5 has also been investigated and analyzed qualitatively.

Abstract

On a étudié plusieurs catalyseurs de CuO/HZSM-5 dans un réacteur à lit fixe de petite échelle pour la conversion méthanol en hydrocarbures de type carburants à 673 K et à pression atmosphérique. Tous les catalyseurs ont été préparés par la technique d'imprégnation humide. La charge en oxyde de cuivre sur le catalyseur HZSM-5 (Si/Al=45) a été étudiée dans la gamme de 0 à 9 % en poids. Les techniques XRD, d'analyse de surface, d'analyse de trace de métaux, SEM et TGA ont été utilisées pour caractériser les catalyseurs. L'introduction de CuO sur la zéolite HZSM-5 augmente considérablement la conversion et les rendements des produits d'hydrocarbures liquides. Les principaux produits liquides des réactions sont l'éthylbenzène, le toluène, le xylène, l'isopropylbenzène, l'éthyltoluène, le triméthylbenzène et le tétraméthylbenzène. La conversion de méthanol et le rendement en produits d'hydrocarbures maximums ont été obtenus pour un chargement d'oxyde de cuivre de 7 % en poids. L'effet du temps opératoire sur la conversion et la distribution de produits a également été étudié pour comparer la performance de ces catalyseurs et la formation de coke sur le catalyseur. L'effet de l'espace-temps et de la température sur la conversion de méthanol et le rendement en produits obtenus avec le chargement de 7 % en poids de CuO/HZSM-5 a également été étudié et analysé qualitativement.

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