Catalytic conversion of methylester over zeolite catalysts for biodiesel upgrading

Tanate Danuthai

DSpace Home
→
Faculty and Institute
→
Petroleum and Petrochemical College - Petro
→
Petro - Theses
→
View Item

dc.contributor.advisor	Somchai Osuwan
dc.contributor.advisor	Resasco, Daniel E
dc.contributor.advisor	Thirasak Rirksomboon
dc.contributor.advisor	Siriporn Jongpatiwut
dc.contributor.author	Tanate Danuthai
dc.contributor.other	Chulalongkorn University. The Petroleum and Petrochemical College
dc.date.accessioned	2020-09-18T03:14:11Z
dc.date.available	2020-09-18T03:14:11Z
dc.date.issued	2009
dc.identifier.uri	http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/67977
dc.description	Thesis (Ph.D.)--Chulalongkorn University, 2009
dc.description.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.
dc.description.abstractalternative	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
dc.language.iso	en
dc.publisher	Chulalongkorn University
dc.rights	Chulalongkorn University
dc.subject	Methyl esters
dc.subject	Zeolite catalysts
dc.subject	Biodiesel fuels -- Quality
dc.subject	เมทิลเอสเทอร์
dc.subject	ตัวเร่งปฏิกิริยาซีโอไลต์
dc.subject	เชื้อเพลิงไบโอดีเซล -- คุณภาพ
dc.title	Catalytic conversion of methylester over zeolite catalysts for biodiesel upgrading
dc.title.alternative	การเปลี่ยนแปลงของเมทิลเอสเตอร์บนตัวเร่งปฏิกิริยาประเภทซีโอไลท์เพื่อเพิ่มคุณภาพของน้ำมันไบโอดีเซล
dc.type	Thesis
dc.degree.name	Doctor of Philosophy
dc.degree.level	Doctoral Degree
dc.degree.discipline	Petrochemical Technology
dc.degree.grantor	Chulalongkorn University