Please use this identifier to cite or link to this item: https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/75568
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.contributor.advisorApanee Luengnaruemitchai-
dc.contributor.advisorYoshimura, Yuji-
dc.contributor.authorNatthida Numwong-
dc.contributor.otherChulalongkorn University. The Petroleum and Petrochemical College-
dc.date.accessioned2021-09-17T06:23:53Z-
dc.date.available2021-09-17T06:23:53Z-
dc.date.issued2012-
dc.identifier.urihttp://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/75568-
dc.descriptionThesis (Ph.D.)--Chulalongkorn University, 2012en_US
dc.description.abstractIn this work, the improvement of biodiesel oxidative stability by partial hydrogenation of polyunsaturated fatty acid methyl esters (FAMEs) was studied, and can be divided into two parts based on the type of biodiesel feedstock. In the first part, partial hydrogenation of polyunsaturated FAMEs derived from palm oil was investigated. The Pd supported on carbon catalysts prepared from incipient wetness impregnation (IWI) technique, were used as a catalyst. The influences of Pd precursor, catalyst calcination condition, type of carbon support, and particle size of carbon support were studied for the partial hydrogenation of polyunsaturated FAMEs derived from palm oil. The results revealed that Pd particle size plays an important role on the hydrogenation activity of the catalyst. The Pd supported on activated carbon prepared from Pd (NO3)2.2H2O and calcined under N2 at 500°C, which possessed Pd particle size of ~17 nm, provided suitable performance for the partial hydrogenation of palm oil-derived polyunsaturated FAMEs and resulted in an improvement of the oxidative stability with small effect on the cold flow properties. The smaller particle size of activated carbon shows the higher hydrogenation activity. In addition, the effects of type of reactor (batch and continuous flow) and reaction conditions in continuous flow reactor (temperature, hydrogen partial pressure, and biodiesel feed flow rate) were investigated. It was found that a batch-type reactor provides higher selectivity towards monounsaturated C18:1 FAME than that of a continuous-flow reactor. However, at the conversion lower than 78%; selectivity of C18:1 obtained from both types of reactors were almost the same. The higher reaction temperature and hydrogen partial pressure, and lower biodiesel feed flow rate exhibited higher conversion of polyunsaturated C18:2 and C18:3 FAMEs. In the second part, biodiesel feedstock was changed to rapeseed oil, which contains higher polyunsaturated FAMEs composition when compared with palm oil. The Pd supported on mesoporous amorphous materials (SiO2, Al2O3, SiO2-Al2O3) prepared by IWI technique, were used as a catalyst. The effects of SiO2 pore size and support acidic properties were studied. The results showed that pore size of the SiO2 support had a significant effect on the activity and cis-trans selectivity of the catalyst. The Pd on ~45 nm pore size SiO2 exhibits the highest hydrogenation activity, whereas; cis-trans selectivity depends on contact probability between reactant and catalyst. Furthermore, the acidic properties of the support showed a significant effect on the sulfur (S) tolerance. The acidic supports (SiO2-Al2O3 and Al2O3) revealed a higher degree of S tolerance. In addition, the selectivity towards cis-isomers of the Pd catalysts could be increased by using acidic supports and the addition of S. Finally, the influence of metal type: Pt, Pd, and Ni, on catalytic activity and cis-trans selectivity was considered. It was found that Pd is the best catalyst in terms of partial hydrogenation, which results in a lower saturated FAMES composition when compared with the Pt and Ni catalysts at the same conversion. In addition, Pd shows the highest hydrogenation activity, which provides an advantage in terms of mild operating conditions.-
dc.description.abstractalternativeงานวิจัยนี้ได้ทำการศึกษาการปรับปรุงเสถียรภาพต่อการเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน (oxidative stability) ของไบโอดีเซลด้วยปฏิกิริยาไฮโดรจีเนชันแบบบางส่วนของเมทิลเอสเทอร์ ชนิดไม่อิ่มตัวที่มีพันธะคู่หลายตำแหน่ง (polyunsaturated C18:3 and C18:2 fatty acid methyl esters) ซึ่งสามารถแบ่งออกเป็นสองส่วนตามชนิดของน้ำมันพืชที่นำมาใช้ผลิตไบโอดีเซล โดยในส่วนแรกได้ทำการศึกษากับเมทิลเอสเทอร์ชนิดไม่อิ่มตัวจากน้ำมันปาล์ม โดยใช้แพลเลเดียมบนตัวรองรับคาร์บอน (Pd/C) ซึ่งเตรียมจากวิธี Incipient Wetness Impregnation (IWI) เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา และได้ทำการศึกษาอิทธิพลของชนิดของ Pd precursor สภาวะในการเผาตัวเร่งปฏิกิริยา ชนิดของตัวรองรับคาร์บอน และขนาดอนุภาคของตัวรองรับคาร์บอน จากผลการทดลองได้แสดงให้เห็นว่า ขนาดอนุภาคของแพลเลเดียมมีบทบาทสำคัญต่อประสิทธิภาพ (activity) ในการเกิดปฏิกิริยาไฮโดรจีเนชันของตัวเร่งปฏิกิริยา โดยตัวเร่งปฏิกิริยาแพลเลเดียมบนตัวรองรับคาร์บอนที่เตรียมจาก Pd(NO3)2.2H2O และถูกเผาภายใต้บรรยากาศไนโตรเจนที่อุณหภูมิ 500 องศาเซลเซียส ซึ่งมีขนาดอนุภาคของแพลเลเดียมประมาณ 17 นาโนเมตรนั้น ให้คุณสมบัติที่เหมาะสม ในการเกิดปฏิกิริยาไฮโดรจีเนชันแบบบางส่วนของเมทิลเอสเทอร์ชนิดไม่อิ่มตัวจากน้ำมันปาล์ม ซึ่งสามารถปรับปรุงเสถียรภาพต่อการเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน โดยไม่กระทบต่อคุณสมบัติการ ไหลเทที่อุณหภูมิต่ำของไบโอดีเซลมากนัก และผลการทดลองยังแสดงให้เห็นว่าตัวรองรับ คาร์บอนที่มีขนาดอนุภาคเล็กกว่า จะให้ประสิทธิภาพในการเกิดปฏิกิริยาไฮโดรจีเนชันได้ดีกว่า นอกจากนั้นแล้ว ยังได้ทำการศึกษาปัจจัยของชนิดของเตาปฏิกรณ์ (reactor) ซึ่งประกอบไปด้วยเตาปฏิกรณ์แบบกะ (batch) และแบบต่อเนื่อง (continuous flow) รวมทั้งศึกษาสภาวะในการทำปฏิกิริยาในเตาปฏิกรณ์แบบต่อเนื่อง อันได้แก่ อุณหภูมิ ความดัน และอัตราการไหลของสารตั้งต้นไบโอดีเซล และพบว่าเตาปฏิกรณ์แบบกะมีความสามารถในการเลือกเกิด (selectivity) ต่อเมทิลเอสเทอร์ที่มีพันธะคู่จำนวน 1 ตำแหน่ง (monounsaturated C18:1 fatty acid methyl ester) มากกว่า เตาปฏิกรณ์แบบต่อเนื่อง อย่างไรก็ตาม ที่ค่าการเปลี่ยนแปลง (conversion) ต่ำกว่า 78% เตาปฏิกรณ์ ทั้งสองชนิดให้ความสามารถในการเลือกเกิดต่อเมทิลเอสเทอร์ที่มีพันธะคู่จำนวน 1 ตำแหน่งเท่ากัน และยังพบว่าอุณหภูมิและความตันที่มากขึ้น อีกทั้งอัตราการไหลของสารตั้งต้นไบโอดีเซลที่ลดลง สามารถเพิ่มการเกิดปฏิกิริยาของเมทิลเอสเทอร์ชนิดไม่อิ่มตัวที่มีพันธะคู่หลายตำแหน่งได้ ในส่วนที่สอง ได้ทำการศึกษากับไบโอดีเซลที่ได้จากน้ำมันเมล็ดเรพ (rapeseed oil) ซึ่งมีส่วนประกอบของเมทิลเอสเทอร์ชนิดไม่อิ่มตัวที่มีพันธะคู่หลายตำแหน่งมากกว่าน้ำมันปาล์ม โดยตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้คือ แพลเลเดียมบนตัวรองรับที่มีรูพรุนขนาดเมโซพอร์ (mesoporous material อันได้แก่ ซิลิกา (SiO2) อะลูมินา (AI2O3) และซิลิกา-อะลูมินา (SiO2-AI2O3) ซึ่งเตรียมจากวิธี IWI และได้ทำการศึกษาปัจจัยของขนาดรูพรุนของตัวรองรับซิลิการวมทั้งความเป็นกรดของตัวรองรับ ซึ่งผลการทดลองได้แสดงให้เห็นว่า ขนาดรูพรุนของตัวรองรับซิลิกามีอิทธิพล สำคัญต่อประสิทธิภาพในการเกิดปฏิกิริยาไฮโดรจีเนชันและความสามารถในการเลือกเกิดซิสและทรานส์ไอโซเมอร์ (cis- and trans-isomers) แพลเลเดียมบนตัวรองรับซิลิกาที่มีขนาดรูพรุนประมาณ 45 นาโนเมตร ให้ประสิทธิภาพในการเกิดปฏิกิริยาไฮโดรจีเนชันสูงที่สุด ในขณะที่ความสามารถในการเลือกเกิดซิสและทรานส์ไอโซเมอร์นั้น ขึ้นอยู่กับความถี่ในการเจอกันระหว่างสารตั้งต้นไบโอดีเซลและตัวเร่งปฏิกิริยา นอกจากนั้นแล้ว ความเป็นกรดของตัวรองรับยังเป็นปัจจัยสำคัญต่อความทนทานต่อซัลเฟอร์ (Sulfur) ในน้ำมันของตัวเร่งปฏิกิริยา โดยตัวรองรับอะลูมินาและซิลิกาอะลูมินาซึ่งมีความเป็นกรด สามารถทนทานต่อซัลเฟอร์ในไบโอดีเซลได้เป็นอย่างดี นอกจากนั้นแล้วยังพบว่า การใช้ตัวรองรับที่มีความเป็นกรดและการเพิ่มปริมาณซัลเฟอร์ในไบโอดีเซลสามารถ เพิ่มความสามารถในการเลือกเกิดซิสไอโซเมอร์ได้ ในส่วนสุดท้าย ได้ทำการศึกษาปัจจัยของชนิดของโลหะ ได้แก่ แพลทินัม (Pt) แพลเลเดียม (Pd) และนิกเกิล (Ni) ที่มีผลต่อประสิทธิภาพในการเกิดปฏิกิริยาไฮโดรจีเนชันและความ สามารถในการเลือกเกิดซิสและทรานส์ไอโซเมอร์ โดยพบว่า แพลเลเดียมเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่ดีที่สุดสําหรับปฏิกิริยาไฮโดรจีเนชันแบบบางส่วน ซึ่งให้เมทิลเอสเทอร์ ชนิดอิ่มตัวน้อยกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับแพลทินัมและนิกเกิลที่ค่าการเปลี่ยนแปลงที่เท่ากัน และแพลเลเดียมยังมีประสิทธิภาพในการเกิดปฏิกิริยาไฮโดรจีเนชันดีที่สุด ซึ่งเป็นข้อดีในการ สามารถนําไปใช้งานได้ในสภาวะอุณหภูมิและความดันต่ำ-
dc.language.isoenen_US
dc.publisherChulalongkorn Universityen_US
dc.rightsChulalongkorn Universityen_US
dc.subjectBiodiesel fuels-
dc.subjectMethyl esters-
dc.subjectHydrogenation-
dc.subjectOxidation-
dc.subjectเชื้อเพลิงไบโอดีเซล-
dc.subjectไฮโดรจีเนชัน-
dc.subjectเมทิลเอสเทอร์-
dc.subjectออกซิเดชัน-
dc.titlePartial hydrogenation of polyunsaturated fatty acid methyl esters for biodiesel upgradingen_US
dc.title.alternativeการปรับปรุงคุณภาพไบโอดีเซลด้วยปฏิกิริยาไฮโดรจีเนชันแบบบางส่วนของเมทิลเอสเทอร์ชนิดไม่อิ่มตัวที่มีพันธะคู่หลายตำแหน่งen_US
dc.typeThesisen_US
dc.degree.nameDoctor of Philosophyen_US
dc.degree.levelDoctoral Degreeen_US
dc.degree.disciplinePetrochemical Technologyen_US
dc.degree.grantorChulalongkorn Universityen_US
dc.email.advisorApanee.L@Chula.ac.th-
dc.email.advisorNo information provided-
Appears in Collections:Petro - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Natthida_nu_front_p.pdfหน้าปก สารบัญ และบทคัดย่อ563.37 kBAdobe PDFView/Open
Natthida_nu_ch1_p.pdfบทที่ 1105.02 kBAdobe PDFView/Open
Natthida_nu_ch2_p.pdfบทที่ 2533.64 kBAdobe PDFView/Open
Natthida_nu_ch3_p.pdfบทที่ 3306.46 kBAdobe PDFView/Open
Natthida_nu_ch4_p.pdfบทที่ 41.54 MBAdobe PDFView/Open
Natthida_nu_ch5_p.pdfบทที่ 51.56 MBAdobe PDFView/Open
Natthida_nu_ch6_p.pdfบทที่ 6987.41 kBAdobe PDFView/Open
Natthida_nu_ch7_p.pdfบทที่ 7303.59 kBAdobe PDFView/Open
Natthida_nu_ch8_p.pdfบทที่ 8632.09 kBAdobe PDFView/Open
Natthida_nu_ch9_p.pdfบทที่ 995.36 kBAdobe PDFView/Open
Natthida_nu_back_p.pdfบรรณานุกรมและภาคผนวก219.96 kBAdobe PDFView/Open


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