การแตกตัวด้วยความร้อนเชิงตัวเร่งปฏิกิริยาของน้ำมันสบู่ดำไปเป็นเชื้อเพลิงเหลวบน HZSM-5 (THERMAL CATALYTIC CRACKING OF JATROPHA OIL TO LIQUID FUELS OVER HZSM-5)

Abstract

งานวิจัยนี้มีจุดมุ่งหมายที่จะศึกษาปฏิกิริยาการแตกตัวเชิงตัวเร่งของน้ำมันสบู่ดำไปเป็นเชื้อเพลิงเหลวด้วย HZSM-5 บนเครื่องปฏิกรณ์แบบแบตซ์ขนาดเล็กเพื่อศึกษาอิทธิพลของตัวแปรต่างๆ ที่ส่งผลต่อการเปลี่ยนไปเป็นแนฟทา โดยออกแบบการทดลองเชิงวิศวกรรมแบบสองระดับเพื่อหาภาวะที่เหมาะสมต่อการเปลี่ยนไปเป็นผลิตภัณฑ์น้ำมัน ใช้สภาวะการทดลองที่อุณหภูมิระหว่าง 390 ถึง 440 องศาเซลเซียส เวลาในการทำปฏิกิริยา 30 ถึง 60 นาที ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา HZSM-5 ร้อยละ 2.5 ถึง 10 โดยน้ำหนัก ความดันแก๊สไฮโดรเจนเริ่มต้น 100 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว ผลิตภัณฑ์น้ำมันที่ได้นำมาวิเคราะห์ด้วยเครื่องแก๊สโครมาโตรกราฟจำลองการกลั่น ผลการทดลองโดยการใช้โปรแกรม design expert ที่ใช้คำนวณหาภาวะที่เหมาะสมพบว่า ที่อุณหภูมิ 426 องศาเซลเซียส เวลาในการทำการทดลอง 56 นาที โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา HZSM-5 ร้อยละ 6.25 โดยน้ำหนัก เป็นภาวะที่เหมาะสมต่อการเปลี่ยนน้ำมันสบู่ดำไปเป็นแนฟทา โดยให้ผลิตภัณฑ์เป็นน้ำมันถึง 58.62% โดยน้ำหนัก และมีองค์ประกอบเป็นแนฟทา 40.60% โดยน้ำหนัก แสดงให้เห็นว่าปัจจัยที่ส่งผลต่อการเปลี่ยนน้ำมันสบู่ดำไปเป็นน้ำมันเชื้อเพลิง ประกอบด้วย อุณหภูมิ เวลา และปริมาณของตัวเร่งปฏิกิริยา HZSM-5 และเมื่อทำการทดลองโดยใช้ภาวะที่ได้จากการคำนวณโดยซอฟต์แวร์ก็ให้ผลการทดลองที่ไม่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญคำสำคัญ: การแตกตัวด้วยตัวเร่งปฏิกิริยา HZSM-5 น้ำมันสบู่ดำThis research aimed to study the catalytic cracking of Jatropha oil to liquid fuels with HZSM-5. A microreactor was used for the study of the effect of variables of liquid fuel products especially naphtha by using a two level factorial design of experiment to determine the optimum condition. The operating condition was the temperature between 390°C and 440°C, the reaction time from 30 minutes to 60 minutes and the percentage by weight of HZSM-5 between 2.5 and 10 at initial hydrogen pressure of 100 lb/in2. The liquid products were analyzed by simulated distillation gas chromatograph. Based on the analysis from a design-expert program to determine the appropriate condition of experiment, it was found that the reaction temperature of 426°C, the reaction time of 56 minutes by using 6.35 percent by weight of HZSM-5 was the best condition that gave the highest yield of naphtha. The oil yield was 58.62 percent by weight, and the naphtha yield was 40.60 percent by weight. The result also showed that 3 factors, namely temperature, reaction time and percentage by weight of HZSM-5 significantly affected the oil yield. Both the result derived from the conversion and the fraction of liquid fuels from the experiment and the result calculated from the program concluded similar outcome insignificantly.Keywords: Catalytic cracking, HZSM-5, Jatropha oil