การแตกตัวของน้ำมันพืชใช้แล้วเป็นเชื้อเพลิงเหลวโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาเหล็กบนถ่านกัมมันต์และ HZSM-5

Abstract

งานวิจัยนี้มุ่งที่จะศึกษาการแตกตัวของน้ำมันพืชใช้แล้วเป็นเชื้อเพลิงเหลวโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาในเครื่องปฏิกรณ์ขนาดเล็ก เพื่อศึกษาอิทธิพลของตัวแปรต่าง ๆ ที่ส่งผลต่อร้อยละผลได้ผลิตภัณฑ์น้ำมันและองค์ประกอบที่ดีที่สุด โดยใช้การทดลองแบบแฟกทอเรียลสองระดับศึกษาอิทธิพลของตัวแปรที่มีต่อร้อยละผลได้ผลิตภัณฑ์น้ำมัน ตัวแปรที่ศึกษาประกอบด้วยอุณหภูมิ 400-430 องศาเซลเซียส เวลาในการทำปฏิกิริยา 45-60 นาที และชนิดของตัวเร่งปฏิกิริยา ซึ่งมีตัวแปร คือ น้ำหนักตัวเร่งปฏิกิริยาเหล็กบนถ่านกัมมันต์ 0.5-2.0 กรัม ภายใต้ความดันบรรยากาศแก๊สไฮโดรเจนเริ่มต้น 10-30 บาร์ และตัวเร่ง ปฏิกิริยา HZSM-5 น้ำหนัก 0.05-0.2 กรัม ที่ความดันแก๊สไฮโดรเจนเริ่มต้น 10-20 บาร์ กรณีใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาเหล็กบนถ่านกัมมันต์ อุณหภูมิ เวลาในการทำปฏิกิริยา และน้ำหนักของเหล็กบนถ่านกัมมันต์เป็นตัวแปรที่มีอิทธิพลต่อผลได้ผลิตภัณฑ์นี้ามันอย่างมีนัยสำคัญ เมื่อทำการวิเคราะห์ผลิตภัณฑ์น้ำมัน โดยเทคนิคแก๊สโครมาโทกราฟี (GC Simulated Distillation) พบว่าภาวะที่ส่งผลต่อการเกิดปริมาณแนฟทาสูงสุดคือ อุณหภูมิ 430 องศาเซลเซียส ความดันแก๊สไฮโดรเจนเริ่มต้น 10 บาร์ เวลาในการทำปฏิกิริยา 60 นาที และเหล็กบนถ่านกัมมันต์ 0.5 กรัม ได้ร้อยละผลได้ผลิตภัณฑ์น้ำมัน 79.74 โดยน้ำหนัก องค์ประกอบผลิตภัณฑ์น้ำมันที่ได้มีปริมาณร้อยละผลได้ของแนฟทา 28.14 เคโรซีน 16.56 แก๊สออยล์เบา 21.86 แก๊สออยล์ 3.26 และกากน้ำมันหนัก 9.91 กรณีใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา HZSM-5 อุณหภูมิและเวลาในการเกิดปฏิกิริยาเป็นปัจจัยหลักที่มีผลต่อผลได้ผลิตภัณฑ์น้ำมันอย่างมีนัยสำคัญ โดยภาวะการทดลองที่ดีที่สุดคือ อุณหภูมิ 430 องศาเซลเซียส ความดันแก๊สไฮโดรเจนเริ่มต้น 10 บาร์ เวลาในการทำปฏิกิริยา 60 นาที และ HZSM-50.05 กรัม ได้ร้อยละผลได้ผลิตภัณฑ์น้ำมัน 83.60 โดยน้ำหนัก ร้อยละผลได้ของแนฟทา 26.75 เคโรซีน 13.79 แก๊สออยล์เบา 22.99 แก๊สออยล์ 3.76 และกากน้ำมันหนัก 16.30 การวิเคราะห์ผลิตภัณฑ์แก๊สที่เกิดขึ้นระหว่างปฏิกิริยาจากตัวเร่งปฏิกิริยาทั้งสองชนิดโดยเครื่องไมโครแก๊สโครมาโทกราฟี (3000 MicroGC) พบว่าประกอบด้วย ร้อยละผลได้โดยโมลของมีเทนอยู่ในช่วง 13-22อีเทน 12-16โพรเพน6-8บิวเทน 1-3 และคาร์บอนไดออกไซด์สูงถึงร้อยละ54-65