شکست کاتالیستی تری گلیسریدها برای تولید زیست سوخت های مایع حمل و نقل
چکیده
رشد مصرف جهانی انرژی، آلودگی هوا و گرم شدن کره زمین که به مصرف بیش از حد سوخت های فسیلی نسبت داده می شود، رویکرد به منابع سوخت تجدیدپذیر را افزایش داده است. تبدیل روغن ها و چربی ها (تری گلیسریدها) به زیست سوخت مناسب صنعت حمل و نقل یکی از روش های پیشنهادی است. اما بازده و کیفیت محصولات بسیار مهم است. در این پژوهش فرآیندهای شکست حرارتی و کاتالیستی و اکسیژن زدایی از روغن آفتابگردان به عنوان تری گلیسرید نمونه و متیل استر آن بر روی کاتالیست های مناسب بررسی شد. روغن آفتابگردان ابتدا طی فرآیند تعویض عامل استری با متانول در حضور کاتالیست مناسب koh به متیل استر تبدیل شد تا خوراک سبک تری برای فرآیندهای بعدی تهیه شود. سپس متیل استر و روغن اولیه در معرض فرآیند شکست حرارتی قرار داده شدند تا اثر سبکتر کردن خوراک بررسی شود. پس از آن شکست متیل استر روی کاتالیست hzsm-5 انجام شد تا تفاوت نتایج آن با محصولات شکست حرارتی مقایسه گردد. به منظور کاهش میزان اکسیژن موجود در محصولات نهایی از فرآیندهای اکسیژن زدایی بر روی g-al2o3 و کتونی کردن گروه های کربوکسـیل بر روی mno2/g-al2o3 استفاده شد. نتیجه آنکه در شدت های مختلف شکست حرارتی در حالیکه بازده تولید محصول مایع برای متیل استر و تری گلیسرید اولیه نزدیک به هم بود، میزان اتلاف خوراک بصورت ترکیبات سنگین تر از محدوده سوخت دیزل برای متیل استر بین 35/22 ـ 26/5% و برای تری گلیسرید بین 03/51 ـ 39/18% اندازه گیری شد. در همین حال میزان اسیدیته آنها در محدوده mgkoh/g41/5 ـ 78/3 برای متیل استر و mgkoh/g41/123 ـ 16/66 برای تری گلیسرید برآورد گردید که نشان از برتری شکست متیل استر بر روغن اولیه داشت. از همین دیدگاه بازده کلی شکست کاتالیستی متیل استر کمی کمتر و میزان برش بسیار سنگین و اسیدیته محصول آن کمی بیشتر از فرآیند حرارتی بود. رخداد فرآیند کربوکسیل زدایی جزئی و تشکیل آب می تواند توجیه کننده این موارد باشد. اکسیژن زدایی از محصولات فرآیند شکست روی g-al2o3 منجر به کاهش گروه کربوکسیل در محصول در حد 26/90% و حذف اسیدیته شد و توزیع محصولات فرآیند شکست را به سمت برش های سبک هدایت نمود ضمن آنکه به بهبود کیفیت سوختی محصولات نیز منجر گردید. اکسیژن زدایی از محصولات شکست کاتالیستی به روش کتونی کردن بر روی mno2/g-al2o3 نیز منجر به حذف بخش اعظم گروه های کربوکسیل در حد 54/91%، کاهش اسیدیته تا حد mgkoh/g54/0 و هدایت توزیع محصولات فرآیند شکست به سمت برش های سنگین تر شد. اثر عامل های فرآیندی نیز بررسی گردید و دیده شد که اکسیژن زدایی روی g-al2o3 با دما افزایش پیدا می¬کند ولی روی mno2/g-al2o3 اثر معکوس دارد. محصول هیدروکربنی این فرآیندها به برش هایی در محدوده بنزین، نفت سفید و سوخت جت و نیز گازوئیل تقسیم و خواص آنها با نمونه های موجود بر اساس استانداردها مقایسه گردید که توافق بسیار خوبی را نشان می داد.