อิทธิพลต่อการเกิดพอลิไซคลิกแอโรมาติกไฮโดรคาร์บอนในน้ำมันไพโรไลซิสจากขยะพลาสติก

กรพรกานต์ วิจิตรรัตนไตร; จินต์จุฑา กันทาทรัพย์

Please use this identifier to cite or link to this item: https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/78710

Title:	อิทธิพลต่อการเกิดพอลิไซคลิกแอโรมาติกไฮโดรคาร์บอนในน้ำมันไพโรไลซิสจากขยะพลาสติก
Other Titles:	Influence of Process Conditions on the Formation of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons Derived from the Pyrolysis of Plastic Waste
Authors:	กรพรกานต์ วิจิตรรัตนไตร จินต์จุฑา กันทาทรัพย์
Advisors:	นพิดา หิญชีระนันทน์
Other author:	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิทยาศาสตร์
Subjects:	การแยกสลายด้วยความร้อน โพลิไซคลิกอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน ขยะพลาสติก Pyrolysis Polycyclic aromatic hydrocarbons Plastic scrap
Issue Date:	2563
Publisher:	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
Abstract:	เนื่องจากน้ำมันที่ได้จากกระบวนการไพโรไลซิสขยะพลาสติกนั้นมีองค์ประกอบที่เป็นสารประเภทพอลิไซคลิกแอโรมาติก ไฮโดรคาร์บอน (polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs) ซึ่งเป็นกลุ่มของสารก่อมะเร็ง มีผลเสียต่อทั้งสิ่งแวดล้อมและสิ่งมีชีวิต งานวิจัยนี้จึงมีจุดประสงค์เพื่อศึกษาการเกิด PAHs ที่บรรยากาศต่างๆ และการใช้นิกเกิลบนตัวรองรับเอสบีเอ-15 (Ni/SBA-15) เป็น ตัวเร่งปฏิกิริยาในการกำจัด PAHs ออกจากน้ำมัน เพื่อสามารถนำไปประยุกต์ใช้กับโรงกลั่่นน้ำมันที่มีอยู่และสามารถนำมาใช้เป็น พลังงานทางเลือก ลดการใช้ทรัพยากรและการเกิดของเสียได้อย่างปลอดภัย โดยเลือกใช้เม็ดพลาสติก 4 ชนิด ได้แก่ พอลิโพรพิลีน (polypropylene, PP), พอลิเอทิลีน (polyethylene, PE), พอลิสไตรีน (polystyrene, PS), และพอลิเอทิลีนเทเรฟแทเลต (polyethylene terephthalate, PET) และพลาสติกผสมด้วยอัตราส่วน PS/PET/PE/PP เท่ากับ 19.2/5.0/35.4/40.4 โดยน้ำหนัก และนำพลาสติกผสมในอัตราส่วนดังกล่าวมาผสมกับตัวเร่งปฏิกิริยา Ni/SBA-15 ที่มีปริมาณ Ni เท่ากับ 10% โดยน้ำหนัก (10% Ni/SBA-15) ผสมลงไปในปริมาณ 2.5 5.0 7.5 และ 10.0% โดยน้ำหนักเทียบกับปริมาณพลาสติก ทำการไพโรไลซิสในเครื่องปฏิกรณ์ ระบบกึ่งต่อเนื่องที่อัตราการให้ความร้อน 20 องศาเซลเซียส/นาทีที่อุณหภูมิ 650 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 60 นาทีภายใต้บรรยากาศ ไนโตรเจนหรือไฮโดรเจน วิเคราะห์ปริมาณผลิตภัณฑ์น้ำมัน แก๊ส และของแข็งที่ได้ ตลอดจนชนิดและปริมาณ PAHs ในน้ำมันไพโรไลซิส ด้วยเทคนิคโครมาโตกราฟี-แมสสเปกโตรเมทรี ผลการทดลองพบว่าเมื่อทำการไพโรไลซิสภายใต้บรรยากาศไฮโดรเจน ทำให้ได้ผลได้ ผลิตภัณฑ์น้ำมันจาก PS และ PE สูงกว่าการไพโรไลซิสในบรรยากาศไนโตรเจน นอกจากนี้ปริมาณ PAHs ในน้ำมันไพโรไลซิสที่ได้จาก PS PE และ PP ในบรรยากาศไฮโดรเจนก็สูงกว่าการใช้บรรยากาศไนโตรเจน อย่างไรก็ตามปริมาณ PAHs ในน้ำมันไพโรไลซิสที่ได้จาก พลาสติกผสมในบรรยากาศไฮโดรเจนมีน้อยกว่าการไพโรไลซิสในบรรยากาศไนโตรเจน และพบว่าเมื่อนำตัวเร่งปฏิกิริยา 10% Ni/SBA- 15 ปริมาณ 7.5% โดยน้ำหนักของพลาสติกผสมและทำการไพโรไลซิสภายใต้บรรยากาศไฮโดรเจน ทำให้ได้ผลิตภัณฑ์น้ำมันมากที่สุด คือ 80.1% โดยน้ำหนัก และพบปริมาณ PAHs น้อยลงจาก 7,157 ppm ในระบบไพโรไลซิสที่ใช้บรรยากาศไนโตรเจนเป็น 3,553 ppm (PAHs ลดลง 50.4%) ค่าความร้อนของน้ำมันไพโรไลซิสที่ได้จากภาวะต่างๆ มีค่าใกล้เคียงกันอยู่ในช่อง 43 – 44 เมกะจูล/กิโลกรัม แสดงให้เห็นว่ากระบวนการไฮโดรทรีตที่ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา 10% Ni/SBA-15 ไม่ได้ทำให้น้ำมันเกิดการสลายตัว
Other Abstract:	Since the pyrolysis oil obtained from pyrolysis of plastic waste contains polycyclic aromatic hydrocarbons or PAHs which are carcinogens with negative effect on the environment and living organisms, the objective of this research is to study the formation of PAHs at different atmospheres with and without the assistance of Ni-supported SBA-15 catalyst (Ni/SBA-15) to remove PAHs from pyrolysis oil. This process is expected to apply pyrolysis oil derived from waste plastics to ordinary oil refinery. The modified pyrolysis oil can be used as alternative energy to reduce the use of limited natural resources and the formation of waste. This research used 4 types of plastics such as polypropylene (PP), polyethylene (PE), polystyrene (PS), and polyethylene terephthalate (PET). The pyrolysis of the mixed plastic with wt. ratio of PS/PET/PE/PP at 19.2/5.0/35.4/40.4 with and without the addition of 10% Ni/SBA-15 catalyst at 2.5 5.0 7.5 and 10 wt% based on the amount of the applied plastic was also investigated. The pyrolysis was performed in the semi batch reactor at heating rate of 20 °C/min at 650 °C for 60 min under nitrogen or hydrogen atmosphere. The amount of oil, gas, and solid residue was analyzed. Moreover, the species and the amount of PAHs in the pyrolysis oil was detected using gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). The results of pyrolysis under the hydrogen atmosphere showed the higher liquid yield for pyrolysis of PS and PE under nitrogen atmosphere. Furthermore, the amount of PAHs in the pyrolysis oil derived from PS, PE, and PP under hydrogen atmosphere was higher than that performed under nitrogen atmosphere. However, the amount of PAHs in the pyrolysis oil obtained from the mixed plastics under hydrogen atmosphere was lower. It was observed that the addition of 10% Ni/SBA-15 catalyst at 7.5 wt% into the pyrolysis of mixed plastic under hydrogen atmosphere had the highest liquid yield of 80.1 wt% and the amount of PAHs in the pyrolysis under nitrogen atmosphere was lower from 7,157 ppm to 3,553 ppm (50.4% PAHs reduction). The heating value of pyrolysis oil derived from under different atmospheres with and without the assistance of catalyst has no significant change in range of 43-44 MJ/kg, show that the pyrolysis oil does not crack when using 10% Ni/SBA- 15 catalyst in hydrotreating process.
Description:	โครงงานเป็นส่วนหนึ่งของการศึกษาตามหลักสูตรปริญญาวิทยาศาสตรบัณฑิต ภาควิชาเคมีเทคนิค คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ปีการศึกษา 2563
URI:	http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/78710
Type:	Senior Project
Appears in Collections:	Sci - Senior Projects

Files in This Item:

File	Description	Size	Format
63-SP-CHEMENG-010 - Korrapornkarn Wijitrattanatrai.pdf		39.47 MB	Adobe PDF	View/Open

Show full item record