การผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพจากฟูเซลแอลกอฮอล์ที่ได้จากโรงงานเอทานอล

บทคัดย่อ

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

คำสำคัญ

ระดับความพร้อมของโครงการ