| بررسی عملکرد کاتالیزگری زئولیت ZSM-5 در واکنش تولید بیودیزل از روغن جلبک |
| کد مقاله : 1108-IACC7 |
| نویسندگان |
|
مبینا معصومی * گروه شیمی کاربردی،دانشکده شیمی، دانشگاه مازندران، بابلسر،ایران |
| چکیده مقاله |
| بیش از 80 درصد انرژی جهان از سوخت‌های فسیلی که منبع اصلی انرژی تجدیدناپذیر هستند، تامین می‌شود. موثرترین راه برای کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای مانند CO2 و Noxو آلودگی زیست‌محیطی، جایگزینی انرژی تجدیدپذیر به جای سوخت‌های فسیلی است. زیست توده یک منبع طبیعی جهت تولید انرژی پاک محسوب می‌شود. به‌طورکلی این ماده آلی از فتوسنتز گیاهان، ضایعات جانوران و میکروارگانیسم‌ها بدست می‌آید. انرژی زیست توده طی تبدیلات فیزیکی شیمیایی منجر به تولید سوخت‌های زیستی از جمله بیودیزل می‌شود. بیودیزل متشکل از استرهای مونوآلکیل اسیدهای چرب، به عنوان سوختی زیست تخریب‌پذیر، غیرسمی، بدون گوگرد، دارای نقطه اشتعال بالا و عاری از ترکیبات آروماتیک است که موجب برتری آن‌ها نسبت به سوخت‌های دیزلی فسیلی شده است. این نوع سوخت طی روش‌های متفاوت نظیر میکروامولسیون، پیرولیز، ترانس استریفیکاسیون تولید می‌شود. روش ترانس استریفیکاسیون به عنوان رایج ترین آن‌ها، امکان تولید بیودیزل با راندمان بالا تحت شرایط واکنش متعادل‌تری مانند فشار، دماو زمان واکنش کم نسبت به سایرین فراهم می‌سازد. واکنش ترانس استریفیکاسیون شامل سه مرحله متوالی و برگشت‌پذیر است که در آن یک مول تری گلیسرید با سه مول الکل با زنجیره کوتاه، در حضور یک کاتالیزگر واکنش داده و به دی گلیسیرید، مونوگلیسرید و در نهایت گلیسرول و سه مول استر تبدیل می‌شود. منابع مختلفی برای تولید بیودیزل از جمله، انواع روغن‌های گیاهی، حیوانی و جلبک‌ها وجود دارد. قابلیت کشت و رشد زیاد جلبک‌ها در هر نوع محیط آبی، عدم رقابت مستقیم با منابع غذایی مصرفی و هم چنین توانایی شاخص آن‌ها در تثبیت بیولوژیکی CO2 نشان‌دهنده یک منبع ذخیره انرژی پایدار در این زیست‌توده است. حضور اسید چرب در روغن‌های استخراج شده از جلبک، واکنش ترانس استریفیکاسیون را به سمت صابونی شدن پیش می‌برد؛ لذا به منظور محدود کردن این واکنش‌ها ترجیحا از کاتالیزگرهای اسیدی استفاده می‌شود. کاتالیزگرهای اسیدی ناهمگن در مقایسه با نوع همگن از مزایای ویژه‌ای مانند جداسازی آسان از محصولات، عدم خوردگی تجهیزات و امکان استفاده مجدد برخورددار هستند. زئولیت‌ها به عنوان آلومینوسیلیکات‌های کریستالی میکروحفره با خصلت اسیدی قابل تنظیم به عنوان یک کاتالیزگر اسیدی ناهمگن در این واکنش استفاده شده‌اند. زئولیت نوع ZSM-5 دارای ساختار سه بعدی با کانال‌های ده حلقه‌ای از گروه MFI با نسبت سیلیسیوم به آلومینیوم بالا که مساحت سطح بالا، فعالیت کاتالیزگری بالا، پایداری حرارتی، آب گریزی از ویژگی‌های اصلی مرتبط با کاربرد آن است. |
| کلیدواژه ها |
| بیودیزل، روغن جلبک، زئولیت ZSM-5، ترانس استریفیکاسیون |
| وضعیت: چکیده برای ارائه به صورت پوستر پذیرفته شده است |