Please use this identifier to cite or link to this item: https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/67113
Title: Ethylene epoxidation in a low-temperature dielectric barrier discharge system
Other Titles: การอีพอกซิเดชันของเอธีลีนภายใต้ระบบพลาสมาอุณหภูมิต่ำชนิด ไดอเล็คทริคแบบริเออร์ดิสชาร์จ
Authors: Thanapoom Suwannabart
Advisors: Thammanoon Sreethawong
Sumaeth Chavadej
Other author: Chulalongkorn University. The Petroleum and Petrochemical College
Issue Date: 2008
Publisher: Chulalongkorn University
Abstract: Since ethylene oxide is a valuable chemical feedstock in producing many industrial chemicals, the partial oxidation of ethylene to ethylene oxide, so-called ethylene epoxidation, has been of great interest in many global research studies. In this work, the epoxidation of ethylene under a dielectric barrier discharge (DBD) was initially studied to find the optimum operating conditions and then was compared with that under a corona discharge with various reported catalytically active catalysts. For the DBD system, it was found that the ethylene oxide yield decreased. with increasing O2/C2H4 molar ratio, feed flow rate, input frequency, and electrode gap distance, while the ethylene oxide yield increased with increasing applied voltage up to 19 kV. The highest ethylene oxide yield of 5.62% was obtained when an input frequency of 500 Hz and an applied voltage of 19 kV were used, with an O2/C2H4 molar ratio of 1/1, a feed flow rate of 50 cm3/min, and an electrode gap distance of 10 mm. Under these optimum conditions, the power consumption was found to be 6.07xl0-16 Ws/molecule of ethylene oxide produced. When comparing with the corona discharge system with 0.2 wt.% Au-12.5 wt.% Ag/(low-surface-area) a-Al2O3 catalyst exhibiting comparative good epoxidation performance, the DBD system still provided the better performance in terms of C2H4 conversion, C2H4O yield, and power consumption per C2H4O molecule produced
Other Abstract: เอธีลีนออกไซด์เป็นผลิตภัณฑ์ปิโตรเคมีขั้นกลางที่มีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งในการผลิตผลิตภัณฑ์ อุตสาหกรรมหลากหลายชนิด ด้วยเหตุนี้กระบวนการอีพอกซิเดชันของเอธีลีนไปเป็นเอธีลีนออกไซด์ซึ่งเป็นกระบวนการออกซิเดชันที่ไม่สมบูรณ์ของสารอินทรีย์จึงเป็นกระบวนการที่น่าสนใจสำหรับการศึกษาเพื่อผลิตเอธี ลีนออกไซด์อย่างกว้างขวาง ในงานวิจัยนี้ กระบวนการอีพอกซิเดชันของเอธีลีนไปเป็นเอธีลีนออกไซด์ถูกทำการทดลองในเครื่องปฏิกรณ์ พลาสมาชนิดไดอิเล็คทริคแบริเออร์ดิสชาร์จเพื่อศึกษาสภาวะต่าง ๆ ที่เหมาะสมในการเกิดปฏิกิริยาและทำการเปรียบเทียบประสิทธิภาพกับเครื่องปฏิกรณ์พลาสมาชนิดโคโรนาดิสชาร์จซึ่งทำงานร่วมกับตัวเร่งปฏิกิริยาหลายชนิด จากการทดลองพบว่า สำหรับระบบพลาสมาอุณหภูมิต่ำชนิดไดอิเล็คทริคแบริเออร์ดิสชาร์จ ผลได้ของเอธีลีนออกไซด์ลดลงเมื่อทำการเพิ่มอัตราส่วนของออกซิเจนต่อเอธีลีนอัตราการไหลของสารตั้งต้น ค่าความถี่ และระยะห่างระหว่างขั้วไฟฟ้า ในขณะที่ผลได้ของเอธีลีนออกไซด์เพิ่มขึ้นเมื่อทำการเพิ่มความต่างศักย์จนถึง 19 กิโลโวลต์ จากการทดลองยังพบว่าผลได้ ของเอธีลีนออกไซด์มากที่สุดคือ 5.62 เปอร์เซ็นต์ ณ ภาวะความถี่และความต่างศักย์เป็น 500 เฮิรตซ์ และ 19 กิโลโวลต์ ตามลำดับ ด้วยอัตราส่วนของออกซิเจนต่อเอธีลีนเป็น 1/1 อัตราไหลของสารตั้งต้นเป็น 50 ลูกบาศก์เซ็นติเมตรต่อนาที และระยะห่างระหว่างขั้วไฟฟ้าเป็น 10 มิลลิเมตร สำหรับพลังงานที่ใช้ในภาวะดังกล่าวเท่ากับ 6.07x10-16 วัตต์วินาทีต่อโมเลกุลของเอธีลีนออกไซด์ที่เกิดขึ้น นอกจากนี้เมื่อทำการเปรียบเทียบกับระบบพลาสมาอุณหภูมิตํ่าชนิดโคโรนาดิสชาร์จซึ่งทำงานร่วมกับตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะเงิน 12.5 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนักบนอลูมินาเฟสแอลฟาชนิดพื้นผิวต่ำที่มีทองคำเป็นโปรโมเตอร์ 0.2 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก ผลการทดลองพบว่า เครื่องปฏิกรณ์พลาสมา อณภูมิต่ำชนิดไคอิเล็คทริคแบริเออร์ดิสชาร์จให้ผลได้ของเอธีลีนออกไซด์และการเปลี่ยนแปลงเอธีลีนดีกว่าเครื่องปฏิกรณ์พลาสมาอุณหภูมิต่ำชนิดโคโรนาดิสชาร์จ โดยยังพบว่าการใช้พลังงานของเครื่องปฏิกรณ์ชนิดนี้ในการผลิตเอธีลีนออกไซด์ต่ำกว่าเครื่องปฏิกรณ์ชนิดโคโรนาดิสชาร์จอีกด้วย
Description: Thesis (M.Sc.)--Chulalongkorn University, 2008
Degree Name: Master of Science
Degree Level: Master's Degree
Degree Discipline: Petrochemical Technology
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/67113
Type: Thesis
Appears in Collections:Petro - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Thanapoom_su_front_p.pdfหน้าปก บทคัดย่อ และสารบัญ936.94 kBAdobe PDFView/Open
Thanapoom_su_ch1_p.pdfบทที่ 1678.97 kBAdobe PDFView/Open
Thanapoom_su_ch2_p.pdfบทที่ 21.3 MBAdobe PDFView/Open
Thanapoom_su_ch3_p.pdfบทที่ 31.07 MBAdobe PDFView/Open
Thanapoom_su_ch4_p.pdfบทที่ 42.03 MBAdobe PDFView/Open
Thanapoom_su_ch5_p.pdfบทที่ 5624.5 kBAdobe PDFView/Open
Thanapoom_su_back_p.pdfบรรณานุกรม และภาคผนวก805.65 kBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.