Please use this identifier to cite or link to this item: http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/19121
Title: Upgrading Biodiesel Derived from Palm Fatty Acid Distillate (PFAD) using 10% Ni/HZSM-5 as Catalyst
Other Titles: การปรับปรุงคุณภาพไบโอดีเซลที่ใช้ส่วนกลั่นกรดไขมันเป็นวัตถุดิบโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา 10% นิกเกิลบน HZSM-5 ซีโอไลท์
Authors: Sukritthira Ratanawilai
Metariya Ritsamak
Faculty of Engineering Chemical Engineering
คณะวิศวกรรมศาสตร์ ภาควิชาวิศวกรรมเคมี
Keywords: Biodiesel fuels
Issue Date: 2020
Publisher: Prince of Songkla University
Abstract: This research aimed to determine the influence of a high-pressure batch reactor for upgrading biodiesel derived from esterification of palm fatty acid distillate (PFAD) by partial hydrogenation using ethanol as hydrogen donor and 10% Ni/HZSM-5 as a catalyst. And then, the composition of the synthesized 10% Ni/HZSM-5 catalyst was characterized by x-ray fluorescence (XRF). The experiments were designed by using response surface methodology (RSM) and there were carried out in a 1000 mL high- pressure batch reactor for 8-12 hours over a temperature range 160-250°C under pressure 10-20 bar and the biodiesel to ethanol mass ratio around 0.56:1-1.69:1 (the biodiesel to ethanol volumetric ratio around 0.5:1-1.5:1). The ester content from liquid phase product of partial hydrogenation was analyzed by gas chromatography-flame ionization detector (GC-FID) with an internal standard solution. The gas-phase product components of partial hydrogenation were analyzed by gas chromatography-thermal conductivity detector (GC-TCD). The maximum increasing yield of ethyl-ester 52.77 wt.% was achieved at reaction time 12 hours, under temperature 250°C and pressure 10 bars at the biodiesel to ethanol mass ratio around 0.56:1 (the volumetric ratio of biodiesel to ethanol 0.5:1). The best condition was operated with HZSM-5, Amberlyst 15, and non-catalyst to studies of the effect on increasing yield of ethyl-ester using other catalysts. Also, the RSM model indicated that mass ratio of biodiesel to ethanol, temperature and pressure were significantly affected by the increasing %yield of ethyl-ester. The process was not only increasing yield of ethyl-esters but also reducing more than 50% of free fatty acid (FFA) content as well. And, the percent ester content up to 96.53% which met the requirements of the international standard (EN14214).
Abstract(Thai): งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อปรับปรุงคุณภาพไบโอดีเซลด้วยวิธีเอสเตอริฟิเคชั่นโดย ใช้ส่วนกลั่นกรดไขมันเป็นวัตถุดิบด้วยวิธีการเติมไฮโดรเจนบางส่วนโดยใช้เอทานอลเป็นแหล่งของ ไฮโดรเจนและใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา 10% นิกเกิลบน HZSM-5 จากนั้นองค์ประกอบของตัวเร่งปฏิกิริยา 10% นิกเกิลบน HZSM-5 จะถูกวิเคราะห์โดยใช้วิธีเอกซเรย์ฟลูออเรสเซนต์ การทดลองถูกออกแบบ โดยใช้วิธีพื้นผิวตอบสนองและการทดลองทําในอุปกรณ์แบบกะที่สามารถทนแรงดันสูงปริมาตร 1000 มิลลิลิตร โดยใช้เวลาในการทําปฏิกิริยาระหว่าง 8 ถึง 12 ชั่วโมง ภายใต้อุณหภูมิระหว่าง 160 ถึง 250 องศาเซลเซียส ความดัน 10 ถึง 20 บาร์ และสัดส่วนโดยมวลของไบโอดีเซลและเอทานอลเป็น 0.56:1 ถึง 1.69.1 (สัดส่วนโดยปริมาตรของไบโอดีเซลและเอทานอลเป็น 0.5:1 ถึง 1.5:1) ปริมาณ เอสเตอร์ของผลิตภัณฑ์ส่วนของเหลวที่ได้จากวิธีการเติมไฮโดรเจนบางส่วนจะวิเคราะห์ได้โดยใช้สาร มาตรฐานภายในด้วยวิธีแก๊สโครมาโตกราฟฟี่ด้วยตัววัดสัญญาณชนิดเฟลมไอออไนเซชัน องค์ประกอบ ของผลิตภัณฑ์ส่วนแก๊สที่ได้จากวิธีการเติมไฮโดรเจนบางส่วนจะวิเคราะห์ด้วยวิธีแก๊สโครมาโตกราฟฟี ด้วยตัววัดสัญญาณชนิดสภาพนําความร้อน จากผลการทดลองได้ปริมาณผลได้สูงสุดที่เพิ่มขึ้นของ เอทิลเอสเตอร์เท่ากับ 52.77% โดยน้ําหนัก ที่สภาวะการทดลองโดยใช้เวลาในการทําปฏิกิริยา 12 ชั่วโมง ภายใต้อุณหภูมิ 250 องศาเซลเซียส ความดัน 10 บาร์ และสัดส่วนโดยมวลของไบโอดีเซลและ เอทานอลเป็น 0.56:1 (สัดส่วนโดยปริมาตรของไบโอดีเซลและเอทานอลเป็น 0.5:1) ที่สภาวะที่มีผลได้ สูงสุดนี้จะนําไปใช้ในการทดลองกับตัวเร่งปฏิกิริยา HZSM-5, Amberlyst 15 และไม่มีตัวเร่งปฏิกิริยา เพื่อศึกษาผลของการเพิ่มขึ้นเพิ่มขึ้นของเอทิลเอสเตอร์โดยการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ต่างกัน นอกจากนี้ วิธีพื้นผิวตอบสนองสามารถระบุได้ว่าสัดส่วนโดยมวลของไบโอดีเซลและเอทานอล อุณหภูมิและความ ดันมีผลกระทบอย่างมีนัยสําคัญในการเพิ่มขึ้นของเปอร์เซ็นต์ผลได้ของเอทิลเอสเตอร์ ซึ่งกระบวนการนี้ไม่เพียงแต่ทําให้การการเพิ่มขึ้นของผลได้ของเอทิลเอสเตอร์ แต่ยังสามารถลดปริมาณกรดไขมันอิสระได้ถึง 50% และทําให้เปอร์เซ็นต์ของเอสเตอร์เพิ่มเป็น 96.53% ซึ่งเป็นค่าที่ผ่านมาตรฐานสากล (EN14214)
Description: Thesis (M.Eng., Chemical Engineering)--Prince of Songkla University, 2020
URI: http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/19121
Appears in Collections:230 Thesis

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
446800.pdf882.66 kBAdobe PDFView/Open


This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons