Biodízel hidrogénezésére készült nikkel-oxiddal bevont ZSM-5 katalizátor minősítése
Biodízel hidrogénezésére készült nikkel-oxiddal bevont ZSM-5 katalizátor minősítése
Kordé Máté, IV. évf.
Témavezető: Dr. Mizsey Péter tanszékvezető
BME Kémiai és Környezeti Folyamatmérnöki Tanszék
Konzulensek: Dr. Kovács András c. egyetemi docens
Haáz Enikő tanszéki mérnök
Napjaink energiafelhasználásában egyre nagyobb szerepet kapnak a megújuló energiahordozók. Emiatt kutatásom célja az volt, hogy a már kész – megújuló forrásokból származó – biodízelt hidrogénezéssel úgy alakítsam át, hogy annak oxidatív stabilitása és viszkozitása előnyösen változzon, de hidegtulajdonságai ne romoljanak, ugyanakkor az észtercsoport hidrolízise se következzen be.
A katalizátorokat az úgynevezett nedves impregnálás módszerével készítettem el. A zeolit hordozót a katalizátor végleges nikkel-oxid tartalmának megfelelő mennyiségű nikkel(II)-nitrát-hexahidrát-oldatba mértem, és rotadeszten kis vákuumban szárazra pároltam. Az impregnált zeolitot éjszakára exszikkátorba helyeztem, majd kalcináltam. A kész katalizátorok névleges nikkel-oxid tartalma rendre 3;5;7 és 9% volt. Két sorozatot is készítettem, melyeket különböző hőmérsékleten – 450 és 550 °C – kalcináltam, majd röntgen fluoreszcenciás módszerrel megmértem a minták fémtartalmát és összehasonlítottam ezeket.
A katalizátorok teszteléséhez használt modellvegyületem a repceolajból készült biodízel volt. A kísérletet a 3% -os mintával kezdtem. Ezt először autoklávban hidrogéneztem 10 bar kezdeti nyomással kb. 50 g alapanyaggal, 0,03 katalizátor-alapanyag aránnyal 30 perces reakcióidővel. A kísérletet elvégeztem 240, 250 és 260 °C-on is. Nagyobb hidrogén-alapanyag arányt is kipróbáltam; ehhez az autoklávba kb. 10 g anyagot mértem és 20 bar kezdeti nyomással dolgoztam 240 °C-on, miközben a többi paraméter az előző kísérletével megegyezett. A kísérletet folyamatos áramlású reaktorban is elvégeztem szintén 240, 250 és 260 °C-on, 40 bar nyomáson, 600-as hidrogén alapanyag aránnyal és – a szakirodalom alapján javasolt – 1-es térfogatra vonatkozó térsebességgel. Ebben a reaktorban a 3 és 5%-os katalizátort is teszteltem.
A hidrogénezett minták tulajdonságain keresztül vizsgáltam a katalizátorok aktivitását; mértem 40 °C-os viszkozitást, savszámot, CFPP-t, zavarosodási-és dermedéspontot, és gázkromatográfiás vizsgálatot is végeztem. A használt katalizátorokat hexános mosás után ismét kalcináltam, majd röntgen fluoreszcenciás módszerrel megmértem a fémtartalmat, így vizsgálva a regenerálhatóságot.
A jövőben a többi katalizátort is tesztelem, vizsgálom az oxidatív stabilitást és felveszem a minták IR-spektrumát is.
Az elvégzett vizsgálatok alapján a katalizátor jó hidrogénező aktivitással rendelkezik és alkalmas szelektív hidrogénezésre. Ennek ellenére túl nagy affinitást mutat a kettős kötés iránt és valószínűleg túl kicsi pórusmérete ahhoz, hogy az egyenes szénláncokat izomerizálja.
szerző
-
Kordé Máté
vegyészmérnöki
nappali
konzulensek
-
Dr. Mizsey Péter
egyetemi tanár, Kémiai és Környezeti Folyamatmérnöki Tanszék -
Dr. Kovács András
, (külső)
