การปรับปรุงตัวเร่งปฎิกิริยาคอปเปอร์ด้วยซีโอไลต์ HZSM5 สำหรับการผลิตไดเมทิลอีเทอร์

Modification of copper-based catalysts by HZSM5 zeolite for dimethyl ether synthesis

Name: วิณัฐดา ประชุมสาย

ThaSH: มหาวิทยาลัยบูรพา.สาขาวิชาวิศวกรรมเคมีและสิ่งแวดล้อม

ThaSH: ตัวเร่งปฎิกิริยาคอปเปอร์

ThaSH: ไดเมทิลอีเทอร์ -- การผลิต

Abstract: งานวิจัยครั้งนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาคอปเปอร์ด้วยซีโอไลต์ HZSM5 เพื่อเปรียบเทียบกับซีโอไลต์ปรับปรุง สำหรับการผลิตไดเมทิลอีเทอร์ด้วยปฏิกิริยา คาร์บอนไดออกไซด์ไฮโดรจิเนชัน โดยที่ตัวเร่งปฏิกิริยาเตรียมด้วยวิธีเคลือบฝังแบบแห้งโดยไม่ผ่านกระบวนการแคลซิเนชัน เริ่มต้นด้วยการวิเคราะห์ทางเทอร์โมไดนามิกส์เพื่อหาสภาวะที่เหมาะสมในการทำปฏิกิริยา ทดสอบปฏิกิริยาคาร์บอนไดออกไซด์ไฮโดรจิเนชัน และทดสอบคุณลักษณะของตัวเร่งปฏิกิริยา ด้วยวิธีการบีอีทีการทดสอบการเลี้ยวเบนของรังสีเอ็กซ์ วิธีการคายซับของแอมโมเนียมตามอุณหภูมิที่โปรแกรม และวิธีการคายซับของแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ตามอุณหภูมิที่โปรแกรม ผลการการวิเคราะห์ทางเทอร์โมไดนามิกส์ในช่วงที่ความดัน 1 และ 10 บาร์อุณหภูมิ 100-500 องศาเซลเซียส และอัตราส่วนระหว่าง CO2 : H2 เท่ากัย 1 : 21 : 3 และ 1 : 4 พบว่า สภาวะที่เหมาะสมในการสังเคราะห์เมทานอลและไดเมทิลอีเทอร์คือ อุณหภูมิ 100 องศาเซลเซียส ความดัน 10 บาร์และอัตราส่วนของ CO2 : H2=1: 4 ผลการทดสอบปฏิกิริยา คาร์บอนไดออกไซด์ไฮโดรจิเนชันของตัวเร่งปฏิกิริยา Cu/ZrO2 และ CuZn/ZrO2 หลังจากกระบวนการรีดักชัน พบว่า ตัวเร่งปฏิกิริยา CuZn/ZrO2 เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับการสังเคราะห์เมทานอลได้ดีกว่าตัวเร่งปฏิกิริยา Cu/ZrO2 ซึ่งมีอัตราการสังเคราะห์เมทานอลมากที่สุด 12.6 กรัมต่อกิโลกรัมของตัวเร่งปฏิกิริยาชั่วโมง ณ อุณหภูมิ 210 องศาเซลเซียส ความดัน 10 บาร์และใช้เวลาในการรีดิวซ์ตัวเร่งปฏิกิริยานาน 8 ชั่วโมงผลการทดสอบปฏิกิริยาคาร์บอนไดออกไซด์ไฮโดรจิเนชันของตัวเร่งปฏิกิริยา CuZn/ZrO2 ผสมกับ HZSM5 หรือ K-HZSM5 เพื่อสังเคราะห์ไดเมทิลอีเทอร์ พบว่า ตัวเร่งปฏิกิริยา CuZn/ZrO2+K-HZSM5 เหมาะสมสำหรับการสังเคราะห์ไดเมทิลอีเทอร์ดีกว่าตัวเร่งปฏิกิริยา CuZn/ZrO2+HZSM5 ซึ่งให้ผลิตภัณฑ์สารประกอบไฮโดรคาร์บอนเป็นส่วนใหญ่ ทั้งนี้เนื่องจากความแรงของกรดบนผิว K-HZSM5 เกิดอย่างอ่อน ๆ ไม่ทำให้เกิดปฏิกิริยาการสลายตัวของเมทานอลหรือไดเมทิลอีเทอร์ เป็นสารประกอบไฮโดรคาร์บอน ซึ่งสามารถผลิตไดเมทิลอีเทอร์ได้ 44.68 กรัมต่อกิโลกรัมของตัวเร่งปฏิกิริยาชั่วโมง

Abstract: The purpose of this research is to modify copper-based catalysts with HZSM5 compared to potassium-modified HZSM5 for dimethyl ether synthesis via CO2 hydrogenation. The catalysts were prepared by simple impregnation method without calcination. Thermodynamic analysis was carried out to optimize conditions of carbon dioxide hydrogenation and the results were compared with experimental results. The catalysts were characterized by means of BET technique, X-ray diffractometer, NH3 -TPD (NH3 Temperature programmed desorption) and CO2 - TPD (CO2 Temperature programmed desorption). The results of thermodynamic analysis under pressure 1to 10 bar, temperature ranging from 100 to 500o C and at CO2 : H2 ratio 1 : 2, 1 : 3 and 1 : 4 revealed that %CO2 conversion to methanol or dimethyl ether was the highest at 100 o C under 10 bar and molar ratio of CO2 : H2 ratio at 1 : 4. The CuZn/ZrO2 catalyst after reduction 8 h exhibitedthe highest methanol synthesis (12.6 g/kgcath) at 210o C 10 bar and CO2 : H2 ratio 1 : 4. The CuZn/ZrO2+K-HZSM5catalyst gave the highest dimethyl ether synthesis at 44.68g/kgcath compared to CuZn/ZrO2+HZSM5 catalyst due to lower acid strength that modified by potassium and it can retard cleavageof methanol or dimethyl ether to form hydrocarbon compounds.

มหาวิทยาลัยบูรพา. สำนักหอสมุด

Address: ชลบุรี

Email: buulibrary@buu.ac.th

Name: สร้อยพัทธา สร้อยสุวรรณ

Role: อาจารย์ที่ปรึกษาหลัก

Created: 2561

Modified: 2563-03-20

Issued: 2563-03-20

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: ว 660.2993 ว574ก

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: วิศวกรรมเคมีและสิ่งแวดล้อม

Grantor: มหาวิทยาลัยบูรพา

©copyrights มหาวิทยาลัยบูรพา

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	58910217.pdf	6.26 MB

ใช้เวลา

-0.968589 วินาที