ไฮโดรดีออกซิจิเนชันของน้ำมันปาล์มเป็นเชื้อเพลิงชีวภาพไฮโดรคาร์บอนบนตัวเร่งปฏิกิริยา Ni-Mo แบบไม่มีตัวรองรับ

Abstract

งานวิจัยนี้มุ่งเน้นการผลิตน้ำมันดีเซลชีวภาพสังเคราะห์ (bio-hydrogenated diesel, BHD) ซึ่งเป็นน้ำมันดีเซลที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมที่กำลังได้รับความสนใจเป็นเชื้อเพลิงหมุนเวียนสำหรับเครื่องยนต์ดีเซล BHD เป็นน้ำมันไบโอดีเซลรุ่นที่ 2 ที่สามารถผลิตจากการนำน้ำมันพืชทำปฏิกิริยาไฮโดรทรีทเมนต์ ในงานวิจัยนี้ศึกษาปฏิกิริยาไฮโดรดีออกซิจิเนชัน (hydrodeoxygenation, HDO) ของน้ำมันปาล์มบนตัวเร่งปฏิกิริยานิกเกิลโมลิบดินัมซัลไฟด์ (NiMoS2) แบบไม่มีตัวรองรับที่มีอัตราส่วนอะตอมของ Ni/(Ni+Mo) ที่ 0.2 ที่เตรียมด้วยวิธีไฮโดรเทอร์มัล ศึกษาผลของตัวแปรดำเนินการ เช่น เวลา อุณหภูมิ และความเข้มข้นของสารตั้งต้นที่มีต่อการเปลี่ยนแปลงของน้ำมันปาล์มและการกระจายผลิตภัณฑ์ พบว่า การเพิ่มเวลาและอุณหภูมิส่งผลให้ปฏิกิริยาดำเนินผ่านเส้นทางดีคาร์บอกซิเลชันและดีคาร์บอนิเลชัน ภายใต้ภาวะที่เหมาะสม (อุณหภูมิ 300 องศาเซลเซียส เวลา 3 ชั่วโมง และความดันไฮโดรเจนเริ่มต้น 30 บาร์) ผลได้ของผลิตภัณฑ์นอร์มัลแอลเคน C15-C18 โดยมีร้อยละผลได้ร้อยละ 81.4 โดยมวล โดยมีร้อยละการเลือกเกิดของ C15-C18 คือ ร้อยละ 23.6, 18.0, 32.0 และ 25.6 โดยมวลตามลำดับ จากการวิเคราะห์ด้วยแก๊สโครมาโทกราฟแมสสเปกโทรสโกปี พบผลิตภัณฑ์ข้างเคียงคือ แอลคีน แอลกอฮอล์ และเอสเทอร์ จากการวิเคราะห์ลักษณะสมบัติของตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยเทคนิคต่างๆ พบว่าตัวเร่งปฏิกิริยามีลักษณะเป็นชั้น มีจำนวนขอบและมุมที่มาก และมุมของนิกเกิลที่ยื่นออกมา ส่งผลให้เกิดการเร่งปฏิกิริยาที่ดี นอกจากนั้นตัวเร่งปฏิกิริยาสามารถนำกลับมาใช้ซ้ำในไฮโดรดีออกซิจิเนชันของน้ำมันปาล์มได้อย่างน้อย 4 รอบ โดยยังมีสมรรถนะที่ดี