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

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

อ่าน: 2815
ความเห็น: 0

PSU ไบโอดีเซล 66: การแยกคืนแอลกอฮอล์

การแยกคืนแอลกอฮอล์

 

การแยกคืนแอลกอฮอล์ในการผลิตไบโอดีเซลเป็นเรื่องที่สำคัญมาก เพราะจัดเป็นต้นทุนวัตถุดิบที่มีราคาสูง โดยในการทำปฏิกิริยาทรานส์เอสเตอริฟิเคชันที่ใช้แอลคาไลน์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาจะใช้แอลกอฮอล์เกินพอประมาณ 100% ซึ่งแอลกอฮอล์ที่เหลือจากการทำปฏิกิริยานี้ ถ้าเป็นเมทานอลจะกระจายตัวอยู่ในเฟสไบโอดีเซลประมาณ 40% และเฟสกลีเซอรอลประมาณ 60%

 

การแยกแอลกอฮอล์ออกจากไบโอดีเซลและกลีเซอรอลอาจทำได้หลายกรรมวิธี เช่น การระเหยแบบแฟลช(flash evaporation) การกลั่น และการล้างด้วยน้ำ โดยสารผสมเมทานอล/ไบโอดีเซล และเมทานอล/กลีเซอรอล จะไม่เป็นสารผสมอุดมคติ  โดยมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลกันอยู่ ดังนั้นการแยกเมทานอลให้เหลืออยู่น้อยมาก ๆ จึงเป็นเรื่องที่ยาก

 

กระบวนการล้างไบโอดีเซลด้วยน้ำ แล้วทำการแยกเมทานอลออกจากน้ำอีกครั้งเป็นกรรมวิธีที่มีราคาสูง เพราะมีน้ำผสมอยู่เป็นสัดส่วนที่สูงมาก ส่วนการกลั่นแยกเมทานอลออกจากไบโอดีเซลนั้นทำได้ไม่ยาก แต่หอกลั่นลำดับส่วนเป็นอุปกรณ์ที่ซับซ้อนทั้งการควบคุมและดำเนินการ ดังนั้นจึงมีค่าดำเนินการที่สูง ในระหว่างทางเลือกเหล่านี้ การระเหยแบบแฟลชจะเป็นทางออกที่ดีกว่า โดยการแยกเมทานอลให้เหลืออยู่ในไบโอดีเซลในจำนวนที่น้อยมากนั้น ต้องใช้กระบวนการระเหยหลายขั้นตอน ซึ่งรวมทั้งการระเหยภายใต้สุญญากาศด้วย ดังนั้นการตัดสินใจกำหนดอุปกรณ์ในกระบวนการแยกคืนทั้งหมดจะพิจารณาจาก 1) ปริมาณเมทานอลที่มากเกินพอในไบโอดีเซล 2) ค่าเมทานอลที่จะกำหนดให้คงเหลือในไบโอดีเซล 3) สาธารณูปโภคด้านความร้อนที่มีอยู่ (การให้ความร้อนและการทำให้เย็น) 4) วัสดุที่ใช้สร้างอุปกรณ์

 

เมทานอลที่แยกคืนได้ในการระเหยนี้ มักจะมีน้ำผสมอยู่เกินมาตรฐานที่จะนำไปใช้ใหม่ในกระบวนการผลิต จึงต้องทำให้บริสุทธิ์มากขึ้นด้วยการกลั่นหรือการดูดซับด้วย Molecular sieve ซึ่งพิจารณาทางเลือกเหล่านี้จะดูจากปริมาณน้ำที่มีอยู่ในเมทานอลรวมทั้งขนาดกำลังการผลิตด้วย

 

Zhou และ Boocock (2006) ศึกษาการกระจายตัวของแอลกอฮอล์ กลีเซอรอล เอสเตอร์ สบู่โซเดียม ในปฏิกิริยาทรานส์เอสเตอริฟิเคชันของน้ำมันถั่วเหลืองด้วยการจำลองแบบ พบว่าเมื่อผสมเอสเตอร์ กลีเซอรอล และแอลกอฮอล์เข้าด้วยกันด้วยการเขย่าอย่างรุนแรงแล้วปล่อยให้แยกชั้น จะไม่พบเอสเตอร์ในเฟสกลีเซอรอล เพราะไม่มี ได-,โมโนกลีเซอไรด์ซึ่งเป็นสารอิมัลซิฟายเออร์อยู่ในระบบ เหมือนกระบวนการผลิตไบดีเซลจริง และเมื่อจำลองแบบด้วยการเพิ่มตัวเร่งปฏิกิริยาโซเดียมเมทอกไซด์เข้าไป การกระจายตัวในเฟสทั้งสองแสดงได้ในตารางต่อไปนี้

Methanolysis mixture

Ethanolysis mixture

Ester-rich phase

Glycerol-rich phase

Ester-rich phase

Glycerol-rich phase

Glycerol

2.3%

97.7%

19.3%

80.7&

Alcohol

42.0%

58.0%

75.4%

24.6%

Ester

99.0%

1.0%

99.0%

1.0%

NaOR

5.8%

94.2%

10.1%

89.9%

 

Chiu et al. (2005) ศึกษาการกระจายตัวของเมทานอลและตัวเร่งปฏิกิริยาระหว่างเฟสไบโอดีเซลและกลีเซอรอล โดยได้แสดงข้อมูลสมดุล P-T-x (ความดัน-อุณหภูมิ-โมลแฟรกชัน) ไว้ดังนี้

 

ข้อมูลความดัน-องค์ประกอบของระบบทวิภาคเมทานอล-ไบโอดีเซลที่ 100 °C และ 120 °C

Mole fraction Methanol

Pressure, bar

100 °C

120 °C

0.0430

0.28

0.54

0.1543

0.86

1.79

0.2714

1.40

3.12

0.4374

2.21

4.57

0.4983

2.52

4.93

0.6909

3.08

5.63

0.7930

3.21

5.72

0.8994

3.27

5.96

0.9543

3.31

6.14

 

ข้อมูลความดัน-องค์ประกอบของระบบทวิภาคเมทานอล-กลีเซอรอลที่ 100 °C และ 120 °C

Mole fraction Methanol

Pressure, bar

100 °C

120 °C

0.0554

0.09

0.18

0.1314

0.22

0.46

0.2421

0.43

0.89

0.4182

0.83

1.81

0.5520

1.21

2.45

0.7419

2.00

3.67

 

เทคโนโลยีที่ใช้ในการแยกคืนแอลกอฮอล์นั้นมีหลากหลายวิธีการ แล้วแต่กระบวนการและการออกแบบอุปกรณ์ เช่นเมื่อใช้ NaOH เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ถังเก็บกลีเซอรอลดิบจะถูกอุ่นให้มีอุณหภูมิในช่วง 55-60 °C เพื่อป้องกันการแข็งตัวของกลีเซอรอล และกลีเซอรอลจะถูกปรับให้มี pH ประมาณ 6 ก่อนผ่านเข้าเครื่องระเหย ซึ่งด้านบนอาจออกแบบให้มีคอลัมน์ซึ่งบรรจุวัสดุบรรจุชนิดพิเศษไว้ ไอที่ระเหยออกจากเฟสกลีเซอรอลจะผ่านคอลัมน์นี้ก่อนที่จะผ่านเข้าไปยังเครื่องควบแน่น และส่วนหนึ่งของเมทานอลที่ควบแน่นได้จะถูกป้อนกลับเป็นรีฟลักซ์กลับมาที่คอลัมน์อีกครั้ง ซึ่งเป็นการผสมผสานการกลั่นลำดับส่วนเข้ากับเครื่องทำระเหย โดยเมทานอลส่วนที่เหลือจากการป้อนกลับเป็นรีฟลักซ์ จะถูกทำให้เย็นแล้วนำเข้าถังเก็บเพื่อนำไปใช้ต่อไป

 

ผม..เอง

หมวดหมู่บันทึก: การเรียนการสอน
สัญญาอนุญาต: ซีซี: แสดงที่มา-ไม่ใช้เพื่อการค้า-อนุญาตแบบเดียวกัน Cc-by-nc-sa
สร้าง: 12 มกราคม 2555 21:31 แก้ไข: 12 มกราคม 2555 21:31 [ แจ้งไม่เหมาะสม ]
ดอกไม้
สมาชิกที่ให้กำลังใจ: Ico24 ServiceMan และ Ico24 มารุแอ๊ะ.
สมาชิกที่ให้กำลังใจ
 
Facebook
Twitter
Google

บันทึกอื่นๆ

ความเห็น

ไม่มีความเห็น

ร่วมแสดงความเห็นในหน้านี้

ชื่อ:
อีเมล:
IP แอดเดรส: 54.160.19.155
ข้อความ:  
เรียกเครื่องมือจัดการข้อความ
   
ยกเลิก หรือ