Please use this identifier to cite or link to this item:
https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/67977
Title: | Catalytic conversion of methylester over zeolite catalysts for biodiesel upgrading |
Other Titles: | การเปลี่ยนแปลงของเมทิลเอสเตอร์บนตัวเร่งปฏิกิริยาประเภทซีโอไลท์เพื่อเพิ่มคุณภาพของน้ำมันไบโอดีเซล |
Authors: | Tanate Danuthai |
Advisors: | Somchai Osuwan Resasco, Daniel E Thirasak Rirksomboon Siriporn Jongpatiwut |
Other author: | Chulalongkorn University. The Petroleum and Petrochemical College |
Subjects: | Methyl esters Zeolite catalysts Biodiesel fuels -- Quality เมทิลเอสเทอร์ ตัวเร่งปฏิกิริยาซีโอไลต์ เชื้อเพลิงไบโอดีเซล -- คุณภาพ |
Issue Date: | 2009 |
Publisher: | Chulalongkorn University |
Abstract: | Due to the thermal and oxidative instability of the biodiesel, the elimination of the oxygen content has been proposed to improve the stability of the fuel and its utilization potential. In this work, the cataltic conversion of methyl octanoate, a model biodiesel fuel, to hydrocarbon fuels and chemicals over the H-ZSM5, Zn/H-ZSM5 and CsNaX zeolite catalysts was investigated in a gas phase reaction. It was found that the deoxygenation of methyl octanoate over the H-ZSM5 yielded a variety of hydrocarbons (C₁-C₇), whti significant amounts of aromatics. Octanoic acid and 8-pentadecanone were primary products. Aromatics are formed through a series of reactions, cracking, oligomerization, cyclization, and direct dehydrocyclization. The addition of the Zn species does not provide any alternative route for aromatization, but only improve the dehydrogenation activity. Moreover, the deoxygenation of 10 wt% methyl octanoate in methanol over the CsNaX catalysts revealed that the decarbonylation/deacetylation activity can occur at high rate and stability. Heptenes and hexenes as main products are produced via primary decomposition of the methylester, forming octanoate-like species as an intermediate. Moreover, the methanol decomposition provides the hydrogen for hydrogenation/dehydration. The content of excess cesium on the CsNaX catalysts alters the basic strength, leading to the difference in the product distributions. The basicity and the highly polar character of the zeolite play an importang role in the decarbonylation. |
Other Abstract: | เนื่องด้วยน้ำมันไบโอดีเซลที่ได้จากกระบวนการทรานเอสเตอร์ริฟิเคชันมีองค์ประกอบของออกซิเจนในโมเลกุล จึงทำให้ไม่เสถียรต่อความร้อนและปฏิกิริยาออกซิเดชัน ดังนั้นการกำจัดออกซิเจนในโมเลกุลเพื่อเพิ่มความเสถียรและศักยภาพในการใช้น้ำมันไบโอดีเซลจึงเป็นงานที่น่าสนใจ งานวิจัยชิ้นนี้ได้ศึกษาการเปลี่ยนแปลงของเมทิลออกทาโนเอทซึ่งเป็นสารต้นแบบบนตัวเร่งปฏิกิริยาซีโอไลท์ประเภท แซดเอสเอ็มไฟว์ (H-ZSMS) สังกะสีบนแซดเอสเอ็มไฟว์ (Zn/H-ZSM5) และซีเซียมโซเดียมเอ็กซ์ (CsNaX) จากการศึกษาพบว่า ปฏิกิริยาดีออกซิจิเนชันของเมทิลออกทาโนเอทบน H-ZSM5 ให้ผลิตภัณฑ์ประเภทไฮโดรคาร์บอนชนิดต่างๆ (C₁-C₇) รวมทั้งสารประเภทอะโรเมติกส์ โดยมีกรดออกทาโนอิก และ 8-เพนทาเด็คคาโนนเป็นผลิตภัณฑ์ปฐมภูมิ สารประเภทอะโรเมติกส์ถูกสร้างขึ้นจากหลายปฏิกิริยา ได้แก่ ปฏิกิริยาแตกตัวของโมเลกุล ปฏิกิริยารวมตัวของโอเลฟินส์ ปฏิกิริยาปิดวงแหวนอะโรเมติกส์ และปฏิกิริยาดีไฮโดรจิเนชันพร้อมปิดวงแหวนในขั้นตอนเดียว ยังพบอีกว่า การเติมสังกะสีบนตัวเร่งปฏิกิริยาไม่ทำให้เกิดกลไกปฏิกิริยาใหม่ เพียงแต่ช่วยเพิ่มสมบัติการดีไฮโดรจิเนชัน นอกจากนี้การศึกษาปฏิกิริยาดีทอกซิจิเนชันของสารละลาย 10 เปอร์เซ็นต์ โดยน้ำหนักของเมทิลออกทาโนเอทในเมทานอลบนตัวเร่งปฏิกิริยา CsNaX พบว่า ปฏิกิริยาดีคาร์บอนิลเลชันและปฏิกิริยาดีอะเซททิลเลชันสามารถเกิดขึ้นด้วยอัตราการเกิดที่สูงและมีความเสถียรสูง ผลิตภัณฑ์ที่ได้จากปฏิกิริยาส่วนใหญ่เป็นสารจำพวกเฮปทีนและเฮกซีน โดยเกิดผ่านปฏิกิริยาการย่อยสลายปฐมภูมิของสารเมทิลเอสเตอร์ ซึ่งมีสารที่มีโครงสร้างคล้ายเมทิลออกทาโนเอทเป็นสารตัวกลาง นอกจากนี้การสลายตัวของเมทานอลยังผลิตไฮโดรเจนสำหรับปฏิกิริยาไฮโดรจิเนชันและปฏิกิริยาดีไฮเดชัน ปริมาณของซีเซียม (Cs) ส่วนเกินบนตัวเร่งปฏิกิริยา CsNaX ส่งผลต่อความแข็งแรงเชิงเบสของตัวเร่งปฏิกิริยา ซึ่งทำให้เกิดผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างกัน ทั้งนี้ความเป็นเบสและสมบัติความมีขั้วที่สูงของซีโอไลท์มีบทบาทสำคัญมากในการเกิดปฏิกิริยาดีคาร์บอนิลเลชัน |
Description: | Thesis (Ph.D.)--Chulalongkorn University, 2009 |
Degree Name: | Doctor of Philosophy |
Degree Level: | Doctoral Degree |
Degree Discipline: | Petrochemical Technology |
URI: | http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/67977 |
Type: | Thesis |
Appears in Collections: | Petro - Theses |
Files in This Item:
File | Description | Size | Format | |
---|---|---|---|---|
Tanate_da_front_p.pdf | 1.05 MB | Adobe PDF | View/Open | |
Tanate_da_ch1_p.pdf | 652.67 kB | Adobe PDF | View/Open | |
Tanate_da_ch2_p.pdf | 999.79 kB | Adobe PDF | View/Open | |
Tanate_da_ch3_p.pdf | 791.62 kB | Adobe PDF | View/Open | |
Tanate_da_ch4_p.pdf | 1.5 MB | Adobe PDF | View/Open | |
Tanate_da_ch5_p.pdf | 1.52 MB | Adobe PDF | View/Open | |
Tanate_da_ch6_p.pdf | 2.47 MB | Adobe PDF | View/Open | |
Tanate_da_ch7_p.pdf | 647.23 kB | Adobe PDF | View/Open | |
Tanate_da_back_p.pdf | 823.14 kB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.