นโยบายการจัดการความรู้ มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ 1.ให้ใช้เครื่องมือการจัดการความรู้ผลักดัน คุณภาพคน และกระบวนทำงาน 2.ส่งเสริมการแลกเปลี่ยนประสบการณ์การทำงาน จากหน้างาน 3.ส่งเสริมให้มีเวทีเรียนรู้ร่วมกัน

คนธรรมดา
Ico64
เครือข่าย
สมาชิก · ติดตาม: 5 · ผู้ติดตาม: 22

อ่าน: 4056
ความเห็น: 0

PSU ไบโอดีเซล 44: อิทธิพลของตัวเร่งปฏิกิริยาแอลคาไลน์วิวิธพันธุ์

อิทธิพลของตัวเร่งปฏิกิริยาแอลคาไลน์วิวิธพันธุ์ 

           การใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาวิวิธพันธุ์มีข้อดีคือตัวเร่งปฏิกิริยาไม่ปนเปื้อนลงไปในผลผลิตเอสเตอร์และกลีเซอรอล มีการกัดกร่อนที่น้อบกว่า และมีผลดีกว่าในด้านการรักษาสิ่งแวดล้อม แต่ต้องใช้การกวนผสมที่รุนแรงเพื่อให้น้ำมันและแอลกอฮอล์ละลายเป็นเนื้อเดียวกัน โดยอาจต้องใช้ตัวทำละลายร่วมมาช่วยในการละลายซึ่งมีค่าใช้จ่ายในการแยกคืนด้วย ตัวทำละลายร่วมที่มีจุดเดือดใกล้แอลกอฮอล์คือ tetrahydrofuran และ methyl tertiary butyl ether และเฮกเซนก็สามารถใช้เป็นตัวทำละลายร่วมได้เช่นกัน

            การศึกษาวิจัยการเพิ่มกัมมันตภาพของคัวเร่งปฏิกิริยาวิวิธพันธุ์ได้ดำเนินการอย่างกว้างขวาง แต่ผลลัพธ์ที่ออกมายังอยู่ในระดับที่ไม่สามารถบูรณาการออกมาใช้ในระดับอุตสาหกรรมได้เป็นส่วนใหญ่ การทดลองยังมีข้อจำกัด เช่น

  • ระบบการทำปฏิกิริยายังใช้เป็นระบบถังกวน (stirred tank) ซึ่งต้องแยกตัวเร่งปฏิกิริยาออกจากผลผลิต ซึ่งมีทั้งเฟสเอสเตอร์และกลีเซอรอลรวมอยู่ด้วยกัน
  • การวิจัยมีน้อยชิ้นที่ทดสอบถึงการนำตัวเร่งปฏิกิริยากลับมาใช้ใหม่ ซึ่งโดยทั่วไปความว่องไวของตัวเร่งปฏิกิริยาจะลดลงตามจำนวนครั้งที่ใช้
  • การฟื้นสภาพตัวเร่งปฏิกิริยาเพื่อกลับมาใช้ใหม่มีความซับซ้อนและมีค่าใช้จ่าย
  • ปัญหาการถูกชะละลาย (leaching) ของชนิดเร่งปฏิกิริยาบนตัวรองรับ (support) ยังคงมีอยู่ และเกิดการปนเปื้อนในผลผลิต และสูญเสียกัมมันตภาพการเร่งปฏิกิริยา
  • อุณหภูมิในการทำปฏิกิริยาต้องใช้ที่อุณหภูมิสูง หากต้องการร้อยละการเปลี่ยนที่สูง ทำให้ต้องดำเนินการที่ความดันสูงตามไปด้วย ตามค่าความดันไอของแอลกอฮอล์
  • สัดส่วนเชิงโมลของแอลกอฮอล์ต่อน้ำมันต้องใช้ที่ค่าสูง ทำให้มีค่าใช้จ่ายในการแยกคืนแอลกอฮอล์เพิ่มขึ้น
  • สัดส่วนปริมาณตัวเร่งปฏิกิริยาต่อน้ำมันมีค่าสูง ซึ่งการกวนผสมจะต้องใช้พลังงานมากขึ้น
  • แนวคิดการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาระดับอนุภาคนาโน จะพบกับปัญหาการแยกตัวเร่งปฏิกิริยาที่ยุ่งยากยิ่งขึ้น
  • การประยุกต์การใช้งานแบบเบดนิ่งจะพบกับปัญหาเรื่องการถ่ายโอนมวลซึ่งจะไม่สูงพอหรือต้องใช้ปั๊มแรงดันสูงเพื่อช่วยให้ของเหลวไหลผ่านด้วยความเร็วสูง

 

          กระบวนการผลิตไบโอดีเซลที่มีภาพบูรณาการที่ชัดเจน ได้ถูกนำเสนอโดยทีมของ IFP (Institut Francais du Petrole) นำทีมโดย Hillion, G. ในปี ค.ศ. 2003 โดยมีแผนภูมิการผลิตดังรูปต่อไปนี้

 

     

         ถังปฏิกรณ์เป็นแบบเบดนิ่ง (fixed bed) 2 ขั้นตอน โดยป้อนน้ำมันและเมทานอลเข้าทำปฏิกิริยาในสัดส่วนที่กำหนดไว้ (1: 1) โดยน้ำหนัก (ประมาณ 27: 1 สัดส่วนเชิงโมลเมทานอล/น้ำมัน) จำนวนเมทานอลส่วนหนึ่งได้ถูกระเหยออกก่อนด้วยระบบการระเหยแบบแฟลช (เพื่อช่วยในการแยกเฟสเอสเตอร์และกลีเซอรอล) แล้วส่งต่อเข้าถังแยกเฟส เฟสกลีเซอรอลทั้งสองกระแสถูกนำมารวมกันแล้วแยกเมทานอลออกในครั้งเดียวกัน  เฟสเอสเตอร์สุดท้ายถูกนำไปแยกคืนเมทานอลด้วยการระเหยภายใต้สุญญากาศ และทำให้บริสุทธิ์จากปริมาณกลีเซอรอลเล็กน้อยที่เหลืออยู่ อุณหภูมิในการเกิดปฏิกิริยาเท่ากับ 200 °C และมี LHSV (Liquid Hourly Space Velocity) เท่ากับ 0.5 h-1

LHSV = อัตราการไหล (m3/h)/ปริมาตรตัวเร่งปฏิกิริยาภายในถังปฏิกรณ์ (m3)

การทดลองได้กระทำในระดับ pilot plant โดยมีผลการทดลองในตารางต่อไปนี้

        

           ในกระบวนการทดลองนี้ตัวเร่งปฏิกิริยาจะเสถียรมากไม่มีการชะละลายเกิดขึ้น ไม่มีการก่อเกิดสบู่หรือ metal soaps ทำให้ไม่ต้องมีกระบวนการทำสะเทิน ไม่มีการล้างด้วยน้ำ ไม่มีการก่อเกิดเกลือ ทำให้กลีเซอรอลบริสุทธิ์มาก ไม่มีของเสียที่เกิดจากกรดไขมันอิสระมูลค่าต่ำ

            ความบริสุทธิ์ของเอสเตอร์เกิน 99% ซึ่งมีผลได้เกือบเป็น 100%  การจัดการกับกลีเซอรอลง่ายเพียงการระเหยเมทานอลออกโดยไม่ต้องใช้สารเคมี มีความบริสุทธิ์มากกว่า 98% เป็นกลาง ใส และปราศจากเกลือ สามารถทำเป็นเกรดระดับทำยาได้ (pharmaceutical grade)

            สารป้อนมีเพียงน้ำมันพืชและเมทานอลและผลผลิตคือไบโอดีเซลและกลีเซอรอลความบริสุทธิ์สูงที่ปราศจากน้ำและเกลือ

            การทดลองปฏิกิริยาเมทาโนไลซิสยังได้ทดลองกับน้ำมันเรฟซีดที่เติมกรดโอเลอิก 5% พบว่าผลผลิตยังได้ตามมาตรฐาน EN โดยปฏิกิริยาเอสเตอริฟิเคชันและทรานส์เอสเตอริฟิเคชันจะเกิดควบคู่กันไป

      

           จากข้อมูลในขณะนี้ จะพบว่าข้อด้อยของการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาแอลคาไลน์วิวิธพันธุ์ คือต้องดำเนินการที่อุณหภูมิสูง และการแยกคืนแอลกอฮอล์จำนวนมาก ซึ่งเป็นกระบวนการที่ใช้พลังงานในการผลิตสูงกว่าการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาเอกพันธุ์ รวมทั้งการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาวิวิธพันธ์จำนวนมากด้วย โดยคาดว่าตัวเร่งปฏิกิริยาจะมีราคาสูงมาก และปัญหาการเสื่อมสภาพของตัวเร่งปฏิกิริยายังไม่ชัดเจน

 

ผม..เอง

หมวดหมู่บันทึก: การเรียนการสอน
สัญญาอนุญาต: ซีซี: แสดงที่มา-ไม่ใช้เพื่อการค้า-อนุญาตแบบเดียวกัน Cc-by-nc-sa
สร้าง: 18 ธันวาคม 2554 20:53 แก้ไข: 18 ธันวาคม 2554 20:54 [ แจ้งไม่เหมาะสม ]
ดอกไม้
สมาชิกที่ให้กำลังใจ: Ico24 Our Shangri-La, Ico24 เอสเค, และ Ico24 ใยมะพร้าวน้องใยไหม.
สมาชิกที่ให้กำลังใจ
 
Facebook
Twitter
Google

บันทึกอื่นๆ

ความเห็น

ไม่มีความเห็น

ร่วมแสดงความเห็นในหน้านี้

ชื่อ:
อีเมล:
IP แอดเดรส: 34.204.191.31
ข้อความ:  
เรียกเครื่องมือจัดการข้อความ
   
ยกเลิก หรือ