Description
การเร่งปฏิกิริยาการเปลี่ยนฟูเซลแอลกอฮอล์เป็นน้ำมันไบโอเจ็ทถูกศึกษาโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาซีโอไลต์ที่ได้รับการปรับปรุง โดยตัวเร่งปฏิกิริยาซีโอไลต์ชนิด HZSM-5 แสดงให้เห็นว่ามีประสิทธิภาพ และเสถียรภาพในการเปลี่ยนฟูเซลแอลกอฮอล์เป็นน้ำมันไบโอเจ็ท ในขณะที่ตัวเร่งปฏิกิริยาซีโอไลต์ชนิดอื่นๆ ได้แก่ HBeta, HMordenite, HY และตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีรูพรุนตามลำดับชั้นของ HZSM-5 และ HBeta ให้ผลิตภัณฑ์ส่วนใหญ่เป็นอะลิฟาติกส์ไฮโดรคาร์บอนในช่วงคาร์บอน 4-11 อะตอม มากไปกว่านั้น HZSM-5 ที่มีอัตราส่วนของซิลิกอนต่ออลูมิเนียมต่ำ (ความหนาแน่นของกรดสูง) ให้เปอร์เซ็นต์การเลือกสรรน้ำมันไบโอเจ็ทมากกว่าในกรณีที่ใช้อัตราส่วนของซิลิกอนต่ออลูมิเนียมสูง เมื่อนำ HZSM-5 ที่มีอัตราส่วนของซิลิกอนต่ออลูมิเนียมเป็น 11 มาเติมแต่งซิลเวอร์ แกลเลียม แพลทินัม ซิลเวอร์-แกลเลียม ซิลเวอร์-แพลทินัม แกลเลียม-แพลทินัม และซิลเวอร์-แกลเลียม-แพลทินัม ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะที่ได้รับการเติมแต่งบนซีโอไลต์ให้การเพิ่มขึ้นของปริมาณอะโรมาติกส์ที่มีคาร์บอน 9-15 อะตอมซึ่งมีจุดเดือดในช่วงน้ำมันเจ็ทอย่างชัดเจน ท่ามกลางตัวเร่งปฏิกิริยาที่ได้รับการเติมแต่ง ตัวเร่งปฏิกิริยาซิลเวอร์-แกลเลียม-แพลทินัมที่ได้รับการเติมแต่งบนซีโอไลต์ชนิด HZSM-5 ที่มีอัตราส่วนซิลิกอนต่ออลูมิเนียมเป็น 11 (1Ag1Ga1Pt/HZSM-5(11)) ให้ประสิทธิภาพการผลิตอะโรมาติกส์ที่มีคาร์บอน 9-15 อะตอมดีที่สุด นอกจากนี้ยังพบว่าอุณหภูมิในการทำปฏิกิริยา และอัตราส่วนน้ำหนักของตัวเร่งปฏิกิริยาต่อสารป้อนมีผลต่อการกระจายผลิตภัณฑ์ และประสิทธิภาพการเร่งปฏิกิริยา เมื่อใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ดีที่สุด คือ 1Ag1Ga1Pt/HZSM-5(11) ในสภาวะการทำปฏิกิริยาที่เหมาะสมที่อุณหภูมิในการทำปฏิกิริยา 400 องศาเซลเซียส อัตราส่วนน้ำหนักของตัวเร่งปฏิกิริยาต่อสารป้อน 26.32 นาที และความเข้มข้นของฟูเซลแอลกอฮอล์ 92 เปอร์เซ็นต์โดยปริมาตร ให้เปอร์เซ็นต์การเลือกสรรน้ำมันไบโอเจ็ทสูงที่สุดเป็น 65.50 เปอร์เซ็นต์ จากการวิเคราะห์ผลิตภัณฑ์ของเหลว (มากกว่า 40 เปอร์เซ็นต์) ที่ได้จากกระบวนการเร่งปฏิกิริยาในขั้นตอนเดียวด้วย ASTM D86-20b พบว่าผลิตภัณฑ์มีจุดเดือด 130-250 องศาเซลเซียส ซึ่งเหมาะสำหรับการใช้เป็นเชื้อเพลิงเครื่องบิน สำหรับกระบวนการเปลี่ยนแปลงทางชีวเคมีดังกล่าวนี้ ต้นทุนการผลิตขึ้นอยู่กับต้นทุนของฟูเซลแอลกอฮอล์ ตัวเร่งปฏิกิริยา และอุปกรณ์ที่ติดตั้งเป็นสำคัญ ผลจากการวิเคราะห์ทางเทคนิคและเศรษฐศาสตร์เบื้องต้นชี้ให้เห็นถึงศักยภาพการนำฟูเซลแอลกอฮอล์มาใช้ในการผลิตสารไฮโดรคาร์บอนในช่วงน้ำมันเจ็ทและสารป้อนในอุตสาหกรรมปิโตรเคมี<br><br>Catalytic conversion of fusel alcohol to biojet was studied by modified zeolite. HZSM-5 zeolite showed a high activity and stability in the conversion of fusel alcohol to biojet, while other acid zeolites (HBeta, HMordenite, HY, and hierarchical HZSM-5 and HBeta) mainly formed aliphatic hydrocarbons having carbon numbers predominantly in the range of C4 through C11. Moreover, the HZSM-5 with a lower Si/Al ratio (high acid density) provided more biojet selectivity. When HZSM-5(11) catalysts were loaded by Ag, Ga, Pt, Ag-Ga, Ag-Pt, Ga-Pt and Ag-Ga-Pt. The results show that metal loaded zeolite catalysts provide a significant increase in aromatics containing 9 through 1 carbon atoms (A9+) which possess boiling point in the jet fuel range. Among all the modified catalysts, 1Ag1Ga1Pt/HZSM-5(11) provided the good performance in A9+. Reaction temperature and W/F have a significant effect on the product distribution and catalytic activity. The optimum reaction conditions on the best catalyst (1Ag1Ga1Pt/HZSM-5(11)) were found as follows; reaction temperature of 400 oC, W/F of 26.32 minutes and fusel alcohol concentration of 92 % (v/v). Under such conditions, the selectivity of A9+ was 65.50 %. From ASTM D86-20b analysis, the liquid products (> 40 %) obtained from this one step catalytic conversion process have boiling points of 130-250?C, which is suitable for the production of jet fuel. For the biochemical conversion process, the production cost depends largely on the fusel alcohol feedstock cost, catalyst cost and installed equipment costs. The result from this preliminary techno-economic analysis indicates the potential for producing jet range hydrocarbon and petrochemical feedstock from fusel alcohol.
Date of Publication :
02/2023
Publisher :
สำนักงานการวิจัยแห่งชาติ (วช.)
Category :
รายงานการวิจัย
Total page :
77012 pages
People Who Read This Also Read