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

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

อ่าน: 6250
ความเห็น: 1

PSU ไบโอดีเซล 65: การกลั่นแบบมีปฏิกิริยา

การกลั่นแบบมีปฏิกิริยา (Reactive Distillation)

 

การกลั่นแบบมีปฏิกิริยาเป็นการดำเนินเฉพาะหน่วยวิศวกรรมเคมี ซึ่งปฏิกิริยาเคมีและการแยกผลผลิตจะเกิดขึ้นพร้อม ๆ กันในหน่วยปฏิบัติการเดียวกัน ซึ่งเป็นทางเลือกที่มีประสิทธิผลด้วยการนำเอาลักษณะถังปฏิกรณ์และหน่วยแยกมารวมเข้าด้วยกัน

 

ระบบ RD จะเสมือนมีหลายหน่วยปฏิกิริยาซึ่งเปิดต่อถึงกัน โดยการทำปฏิกิริยาแบบไหลสวนทางกันจากหน่วยหนึ่งไปยังอีกหน่วยหนึ่ง ปฏิกิริยาจะดำเนินการไปตามลำดับจนปฏิกิริยาเกิดบริบูรณ์ ซึ่งอาจใช้หอกลั่นแบบวัสดุบรรจุ (packed column) หรือหอกลั่นแบบเพลทหรือเทรย์ก็ได้ แต่คอลัมน์แบบเทรย์จะมีความเหมาะสมกว่าในระบบปฏิกิริยาเอกพันธุ์ เพราะว่าจะมีของเหลวคงค้าง (liquid holdup) และเวลากักเก็บ (retention time) ที่สูงกว่า

 

หอกลั่นแบบมีปฏิกิริยาจะมีลักษณะการดำเนินการดังนี้

 

โดยไดอะแกรมกระบวนการ RD เมื่อมีหน่วย Pre-reactor จะแสดงดังรูปต่อไปนี้

 

 

ระบบ RD ยังไม่ถูกใช้ในอุตสาหกรรมเนื่องจากเป็นกระบวนการที่ซับซ้อน แต่จากความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิจุดเดือดของเมทานอลและเอสเตอร์ที่ต่างกันมาก จะทำให้การกลั่นแยกกระทำได้โดยง่าย ซึ่งปฏิกิริยาทรานส์เอสเตอริฟิเคชันจะเกิดขึ้นในเฟสของเหลว ดังนั้นเวลาในการทำปฏิกิริยาจะคำนวณได้จากปริมาตรของเหลวคงค้างภายในคอลัมน์และอัตราการป้อน

 

งานวิจัยที่ดำเนินการโดยมหาวิทยาลัย Idaho (He et al., 2005, 2006, 2007) แสดงให้เห็นจุดเด่นของกระบวนการนี้ 3 ประการ คือ 1) ใช้เวลาการทำปฏิกิริยาสั้น (10 – 15 นาที) ซึ่งจะให้ผลิตภาพการผลิตสูง 2) ใช้ปริมาณแอลกอฮอล์เกินพอน้อยกว่า (สัดส่วนเชิงโมลเมทานอลต่อน้ำมันประมาณ 3.5: 1) ซึ่งลดค่าใช้จ่ายในการแยกคืนเมทานอล และ 3) ค่าใช้จ่ายในการลงทุนต่ำกว่า เนื่องจากอุปกรณ์มีขนาดเล็กกว่า และไม่ต้องใช้อุปกรณ์การแยกคืนแอลกอฮอล์

 

Muanmas et al. (2010) ศึกษาการผลิตไบโอดีเซลในหอกลั่นแบบมีปฏิกิริยาขนาดการผลิต 900 ml/hr สำหรับกระบวนการทรานส์เอสเตอริฟิเคชันระหว่างน้ำมันปาล์มและเมทานอล พบว่าการใช้หอกลั่นแบบมีปฏิกิริยา สามารถลดปริมาณเมทานอลป้อนใหม่ได้ โดยใช้อุณหภูมิของรีบอยเลอร์ที่ 90 oC อัตราส่วนเชิงโมลระหว่างน้ำมันต่อเมทานอลที่ 1: 4 และใช้เวลาที่สารอยู่ในหอกลั่นเพียง 4 นาที จะได้ไบโอดีเซลที่มีความบริสุทธิ์ 92.75% และมีความเห็นว่าการผลิตไบโอดีเซลโดยใช้หอกลั่นแบบมีปฏิกิริยา จะมีข้อได้เปรียบมากกว่าการกลั่นแบบดั้งเดิมดังนี้                  

1. ให้ปริมาณไบโอดีเซลที่มากกว่า 

2.  ปริมาณเมทานอลที่ใช้ในกระบวนการกลั่นน้อยกว่า 

และ       3.  พลังงานที่ต้องการภายในกระบวนการกลั่นลดน้อยลง  เนื่องจากสารตั้งต้นในกระบวนการกลั่นแบบมีปฏิกิริยาถูกใช้ไปจนหมด  ทำให้ใช้พลังงานในการแยกน้อยลง

 

Budiman et al. (2009) ศึกษาการผลิตไบโอดีเซลจากน้ำมันสบู่ดำรีไฟน์ ด้วยการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาโซเดียมไฮดรอกไซด์ โดยการใช้กระบวนการ RD ขนาด Laboratory-scale พบว่าอุณหภูมิในการทำปฏิกิริยาที่ดีที่สุดอยู่ที่ 65 °C โดยใช้สัดส่วนเชิงโมลเมทานอลต่อน้ำมันเท่ากับ 10: 1 ตัวเร่งปฏิกิริยา 0.75% w/w น้ำมัน ร้อยละผลได้เท่ากับ 94.83% มีความบริสุทธิ์ของเมทิลเอสเตอร์เท่ากับ 99.27%

Kusmiyati และ Sugiharto (2010) ศึกษาปฏิกิริยาเอสเตอริฟิเคชันของกรดโอเลอิกกับเมทานอลโดยมีตัวเร่งปฏิกิริยาคือกรดซัลฟิวริก ด้วยกระบวนการ RD พบว่าที่อุณหภูมิ 180 °C สัดส่วนเชิงโมลเมทานอลต่อกรดโอเลอิก 8: 1 ตัวเร่งปฏิกิริยา 1%wt  เวลาการทำปฏิกิริยา 90 นาที ได้ร้อยละการเปลี่ยนสูงสุดที่ 95.71%

 

ผม..เอง

หมวดหมู่บันทึก: การเรียนการสอน
สัญญาอนุญาต: ซีซี: แสดงที่มา-ไม่ใช้เพื่อการค้า-อนุญาตแบบเดียวกัน Cc-by-nc-sa
สร้าง: 11 มกราคม 2555 22:07 แก้ไข: 11 มกราคม 2555 22:07 [ แจ้งไม่เหมาะสม ]
ดอกไม้
สมาชิกที่ให้กำลังใจ: Ico24 หัวกรวด.
สมาชิกที่ให้กำลังใจ
 
Facebook
Twitter
Google

บันทึกอื่นๆ

ความเห็น

Ico48
อำนาจ [IP: 223.204.106.91]
08 Febuary 2012 22:43
#74968

สวัสดีครับอาจารย์ ตอนนี้ผมกำลังจะนำเทคนิคนี้มาใช้ในงานวิจัยเช่นกันครับ

ขอบคุณมากครับ สำหรับบทความที่มีประโยชน์

ร่วมแสดงความเห็นในหน้านี้

ชื่อ:
อีเมล:
IP แอดเดรส: 34.204.186.91
ข้อความ:  
เรียกเครื่องมือจัดการข้อความ
   
ยกเลิก หรือ