تولید بیودیزل از دانه های روغنی کلزا به روش کاتالیستی در سیستم ناپیوسته در حضور زئولیت سنتزی hzsm5

چکیده افزایش روز افزون مصرف انرژی و کاهش منابع فسیلی بشر را بر آن داشت تا به دنبال سوخت های تجزیه پذیر و مناسبی برای بر طرف کردن نیازهای انرژی خود، و جایگزینی برای سوخت های فسیلی باشند. بیو دیزل به لحاظ تجدید پذیری، قابلیت تجزیه بیولوژیکی، افزایش روانکاری موتور و کاهش گازهای گلخانه ای یکی از بهترین جایگزین ها برای سوختهای فسیلی می باشد. انتخاب کاتالیست مناسب در تولید بیودیزل تاثیر چشم گیری در هزینه های جداسازی و خالص سازی محصول دارد. در پروژه پیش رو زئولیت hzsm5 به عنوان کاتالیست مبنا انتخاب شد و اصلاحات مختلفی بر روی آن صورت گرفت و در فرآیند ترانس استریفیکاسیون روغن کلزا در حضور متانول مورد استفاده قرار گرفت. همچنین به منظور آنالیز کاتالیست های سنتز شده از آنالیزهای xrd، sem و bet استفاده شد. در ابتدا خود زئولیت سنتز شده به عنوان کاتالیست در فرآیند مورد استفاده قرار گرفت که میزان تبدیل درصد واکنش تقریبا صفر شد. در مرحله بعدی از بارگذاری در صدهای مختلف اکسید کلسیم (25، 35، 45، 55% وزنی) به روش مایکروویو برای اصلاح کاتالیست استفاده شد. بالاترین میزان تبدیل به دست آمده در این روش برابر 29% بود که شرایط بهینه آن عبارتند از: بارگذاری 35درصدی اکسید کلسیم، دمای 65 درجه سانتی گراد واکنش، نسبت مولی الکل به روغن 12، نسبت وزنی کاتالیست به روغن 10 درصد و زمان واکنش 8 ساعت. در روش دوم از بارگذاری اکسید کلسیم به روش اشباع سازی استفاده شد. اصلاح کاتالیست و فرآیند ترانس استریفیکاسیون بر اساس پارامترهای بهینه شده قسمت اول انجام شد. میزان درصد تبدیل بدست آمده در این حالت 57% بدست آمد. در اصلاح بعدی به منظور بررسی اثر یونهای سدیم و پتاسیم، زئولیت hzsm5 با استفاده از محلول های با غلظت مختلف (5/0، 1 و 2 مولار) کلرید سدیم و کلرید پتاسیم به زئولیت kzsm5 و nazsm5 تبدیل شدند و اصلاح زئولیت و انجام فرآیند ترانس استریفیکاسیون بر اساس پارامترهای بهینه شده در قسمت اول و به روش اشباع سازی مورد بررسی قرار گرفتند. بالاترین میزان تبدیل بدست آمده برای زئولیتهای اصلاح شده hzsm5، nazsm5 و kzsm5 به ترتیب برابر 57، 25 و 8% شد. در روش آخر از بارگذاری هیدروکسید سدیم با درصد وزنی مختلف (2، 4، 8، 12 درصد وزنی) به روش اشباع سازی به منظور اصلاح زئولیت hzsm5 استفاده شد. بالاترین درصد تبدیل در این روش در بارگذاری 8 درصدی هیدروکسید سدیم، دمای 65 درجه سانتی گراد، نسبت مولی الکل به روغن 9، زمان واکنش 12 ساعت و درصد وزنی کاتالیست به روغن 10درصد بدست آمد که برابر 66% می باشد. همچنین در مرحله آخر به منظور بررسی اثر حلال بر روی میزان تبدیل واکنش از هگزان به نسبت حجمی 5 به 2 روغن در جضور زئولیت اصلاح شده با هیدروکسید سدیم استفاده شد. این امر باعث افزایش میزان درصد تبدیل واکنش از 66 به 72% شد. واژه های کلیدی: ترانس استریفیکاسیون، اشباع سازی، مایکرویو، hzsm5.