การผลิตกรีนดีเซลโดยการเร่งปฏิกิริยาไฮโดรดีออกซีจิเนชันของไตรกลีเซอไรด์จากน้ำมันสบู่ดำ

Abstract

อนุภาคนาโนโลหะเหล็กบนตัวรองรับอนุภาคนาโนมีโซพอรัสซิลิกา (Fe/MCM-41) ได้ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อ การผลิตเชื้อเพลิงเหลวทดแทนดีเซลจากน้ำมันสบู่ดำ เพื่อใช้เป็น การสังเคราะห์ Fe/MCM-41 ทำโดยวิธีโซล-เจล (sol-gel) และวิธีการจุ่มเคลือบ (impregnation) วิเคราะห์คุณลักษณะโดยเทคนิคต่าง ๆ ได้แก่ เทคนิคจุลทรรศน์อิเล็กตรอนชนิดส่องผ่าน (TEM) เทคนิคการเลี้ยวเบนรังสีเอ็กซ์ (XRD) เทคนิคโฟโตอิเล็กตรอนสเปกโทรสโกปี (XPS) เทคนิคการวิเคราะห์พื้นผิวและปริมาตรรูพรุน (BET) และเทคนิคการโปรแกรมอุณหภูมิเพื่อทดสอบการรีดักชัน (TPR) การศึกษาประสิทธิภาพตัวเร่งปฏิกิริยา Fe/MCM-41 ในการเกิดปฏิกิริยาไฮโดรดีออกซีจิเนชันน้ำมันสบู่ดำ ใช้กรดโอเลอิกเป็นต้นแบบการศึกษา ทดสอบปฏิกิริยาการบำบัดโดยไฮโดรเจน(hydrotreating) โดยกระบวนการแบบกะภายใต้อุณหภูมิ 270 ถึง 300 องศาเซลเซียส ความดัน 30 บาร์ เป็นเวลา 6 ชั่วโมง ในรีแอกเตอร์เทฟลอน พบว่าได้ร้อยละการเปลี่ยน (% conversion)เท่ากับ 100 ร้อยละผลิตผล (% yield) เท่ากับร้อยละ 67 และร้อยละความจำเพาะ (selectivity) เท่ากับ 97 ที่สภาวะที่ใช้ในการเกดปฏิกิริยาที่อุณหภูมิ 300 องศาเซลเซียส ความดัน 40 บาร์ เวลาในการเกิดปฏิกิริยา 8 ชั่วโมง โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา 10 wt% Fe/MCM-41 การทดสอบผลิตภัณฑ์ที่ได้จากปฏิกิริยาไฮโดรดีออกซีจิเนชันของน้ำมันสบู่ดำ พบว่าให้ผลใกล้เคียงกับการทดสอบในกรดโอเลอิก โดยได้ผลิตภัณฑ์เป็นไฮโดรคาร์บอนสายโซ่ตรงที่ทีจำนวนคาร์บอน 18 ตัว (ออกตะเดเคน) และ 16 ตัว (เฮกษะเดเคน) เป็นผลิตภัณฑ์หลัก ในขณะที่เฮปตะเดเคนซึ่งเกิดจากปฏิกิริยาการกำจัดหมู่คาร์บอนิล (decarbonylation) พบเพียงร้อยละ 1-2 ความจำเพาะในการเกิดปฏิกิริยาไฮโดรดีออกซีจิเนชันขึ้นอยู่กับแรงกระทำระหว่างเหล็กอะตอมและออกซิเจนอะตอมซึ่งขึ้นอยู่กับขนาดอนุภาคและการกระจายตัวของอนุภาคนาโนเหล็กในโพรงขนาดมีโซ