Optimization of the catalyst HZSM-5 and NaZSM-5 by adding metals such as silver (Ag), iron (Fe), zinc (Zn) and molybdenum (Mo). TITLE Optimization of the catalyst HZSM-5 and NaZSM-5 by adding metals such as silver (Ag), iron (Fe), zinc (Zn) and molybdenum (Mo). This research was investigated to improve the efficiency of ethylene production from ethanol of HZSM-5 and NaZSM-5 by adding silver, zinc, iron and molybdenum.
Experiment on temperature affects ethanol process dehydration as well as 250ºC ethanol process dehydration. The results showed that the influence of temperature using HZSM-5 and NaZSM-5 for the dehydration of ethanol process was 200ºC and the gas transformation efficiency was 94.5 and 52.4%, respectively, and the ratio of ethylene to product gas was 95.9 and 95.1%, respectively. Another gas product was phthalic acid, palmitic acid and stearic acid, which are long molecules.
When the metals are added to the HZSM-5 and NaZSM-5, the dehydration of ethanol affects process temperature down to 100ºC. In this experiment when the addition of the metals in HZSM-5 and NaZSM-5 by zinc and iron can improve the catalyst because the temperature used in the reaction is lower and the ratio of ethylene gas was increased and another products were molecular size.
ที่มาและความส าคัญของปัญหา
วัตถุประสงค์ของการวิจัย
ขอบเขตของการวิจัย
ประโยชน์ที่คาดว่าจะได้รับ
เอทิลีน
การผลิตเอทิลีน
ทฤษฎีตัวเร่งปฏิกิริยา
ตัวเร่งปฎิกิริยาชนิดซีโอไลต์ (Zeolite)
ตารางที่ 3: การจำแนกประเภทของซีโอไลต์ตามขนาดรูพรุน รหัส IUPAC ระบบรูพรุน ขนาดรูพรุน อังสตรอม) จำนวนวงแหวน 8 ระบบรูพรุนที่มีโครงสร้าง Chabazite RHO ZK-5 Erionite Linde Type A. การกำหนด IUPAC ระบบรูพรุน ขนาดรูพรุน อังสตรอม) จำนวนวงแหวน ระบบรูพรุนตรงกลาง
ตัวเร่งปฏิกิริยา HZSM-5
กระบวนการแลกเปลี่ยนไอออน (Ion Exchange)
เอกสารและงานวิจัยที่เกี่ยวข้อง
การเตรียมตัวเร่งปฏิกิริยาชนิด HZSM-5 และ NaZSM-5
การติดตั้งระบบเร่งปฏิกิริยาดีไฮเดรชันเอทานอลโดยอาศัยตัวเร่งปฏิกิริยา
การเตรียมเอทานอล
การเก็บตัวอย่างและวิเคราะห์ผล
การเตรียมตัวเร่งปฏิกิริยา HZSM-5 และ NaZSM-5
ผลของการเติมโลหะลงในตัวเร่งปฏิกิริยา HZSM-5 และ NaZSM-5
ศึกษาปริมาณแก๊สที่เกิดขึ้นและอุณหภูมิที่มีผลต่อกระบวนการดีไฮเดรชันของเอทานอลโดย
กระบวนการเปลี่ยนเอทานอลเป็นกรดทาทาลิก โดยอาศัยปฏิกิริยาการเกิดวงแหวน (การหมุนเวียน) โดยสูตรโครงสร้างของเอทานอลคือ CH3CH2OH และสูตรโครงสร้างของกรดทาทาลิกคือ C8H6O4 ดังแสดงในภาพประกอบที่ 36 กระบวนการเปลี่ยนเอทานอลเป็นกรดปาลมิติก ขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชัน (ปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชัน) ตามสูตรโครงสร้างของเอธานอลคือ CH3CH2OH และสูตรโครงสร้างของกรดปาลมิติกคือ C16H32O2 แสดงในภาพประกอบที่ 37 กระบวนการเปลี่ยนเอทานอลเป็นกรดสเตียริก โดยอาศัยปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชัน (ปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชัน) ตามสูตรโครงสร้างของเอทานอลคือ CH3CH2OH และสูตรโครงสร้างของกรดปาลมิติกคือ C18H36O2 ดังแสดงในรูปที่ 38
เอทานอลมีอะตอมของคาร์บอน 2 อะตอมที่จับกันเป็นอะตอมไฮโดรเจนและกลุ่มแอลกอฮอล์ เมื่อเติมอะตอมของคาร์บอนเข้าไปจะทำให้เกิดโพรพานอล โดยอาศัยปฏิกิริยาการเพิ่มหมู่อัลเคน โดยยึดติดกันด้วยพันธะโควาเลนต์ (พันธะโควาเลนต์) เชื่อมต่อกันด้วยพันธะเดี่ยว (พันธะเดี่ยว) สูตรโครงสร้างของเอธานอลคือ CH3CH2OH และสูตรโครงสร้างของโพรพานอลคือ C3H8O ดังแสดงในรูปที่ 39 เอทานอลมีอะตอมของคาร์บอน 2 พันธะกับอะตอมไฮโดรเจนและกลุ่มแอลกอฮอล์ การนำคาร์บอน 1 อะตอมออกจากเอทานอล ทำให้เกิดเมทานอล โดยอาศัยปฏิกิริยารีดักชันจับกันด้วยพันธะโควาเลนต์ (พันธะโควาเลนต์) เชื่อมต่อกันด้วยพันธะเดี่ยว (พันธะเดี่ยว) โดยสูตรโครงสร้างของเอธานอลคือ CH3CH2OH และสูตรโครงสร้างของโพรพานอลคือ CH4O แสดงในรูปที่ 40
สรุปผลการวิจัย
ข้อเสนอแนะ
สูตรโครงสร้างของเอทิลีน
ผลิตภัณฑ์ที่ได้จากเอทิลีน
ตัวอย่างผลิตภัณฑ์ของ Low density polyethylene (LDPE)
ตัวอย่างผลิตภัณฑ์ของ High Density Polyethylene (HDPE)
ตัวอย่างผลิตภัณฑ์ของโพลีไวนิลคลอไรด์ (PV)
ตัวอย่างผลิตภัณฑ์ของเอทิลีนไกลคอล (Ethylene glycol: EG)
ตัวอย่างผลิตภัณฑ์ของกรดอะซิติก (Acetic Acid)
ตัวอย่างผลิตภัณฑ์ของโพลีไวนิลแอลกอฮอล์ (Polyvinyl alcohol: PVA)
กระบวนการกลั่นน้ ามันดิบ
แผนภาพแสดงความสัมพันธ์ระหว่างอุตสาหกรรมปิโตรเลียมกับปิโตรเคมี
ปฏิกิริยาดีไฮเดรชันของเอทานอล
กลไกปฏิกิริยาส าหรับการแปลงเอทานอลเป็นเอทิลีนที่ โดยมี HZSM-5 เป็นตัวเร่ง
กลไกการเกิดปฏิกิริยาของตัวเร่งปฏิกิริยาวิวิธพันธุ์
โครงสร้างของซีโอไลต์
โครงสร้างของ A. ซีโอไลต์ Y B. ZSM-5
โครงสร้างของตัวเร่งปฏิกิริยา HZSM-5
เครื่องเร่งปฏิกิริยาดีไฮเดรชันของเอทานอล
เตาปฏิกรณ์แบบท่อ
เตาปฏิกรณ์แบบท่อที่ใช้ในการทดลอง
เครื่องวัดอุณหภูมิเทอร์โมคัปเปอร์ไทพ์เคล์ ( Type K )
ท่อแก้วส าหรับเตาปฏิกรณ์
ท่อแก้วที่ใส่คะตาลิสต์เบด
ตู้ควบคุณอุณหภูมิที่ใช้ในการทดลอง
หลอดสุญญากาศ
กราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างมวลโมเลกุลและอัตราการระเหย
กราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณเอทานอลต่อเวลา
การเก็บตัวอย่างแก๊ส
การเปรียบเทียบตัวเร่งปฏิกิริยา HZSM-5 ที่ท าการเติมโลหะ Ag, Zn, Fe และ Mo
การเปรียบเทียบตัวเร่งปฏิกิริยา NaZSM-5 ที่ท าการเติมโลหะ Ag, Zn, Fe และ
ปริมาณแก๊สที่เกิดขึ้นโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาชนิด HZSM-5 และ NaZSM-5
ปริมาณแก๊สที่เกิดขึ้นโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาชนิด HZSM-5 ที่ท าการเติมโลหะ Ag,
ปริมาณแก๊สที่เกิดขึ้นโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาชนิด NaZSM-5 ที่ท าการเติมโลหะ Ag,
พีคที่เกิดขึ้นของตัวเร่งปฏิกิริยา HZSM-5 HZSM-5, Ag/HZSM-5, Zn/HZSM-5,
พีคที่เกิดขึ้นของตัวเร่งปฏิกิริยา NaZSM-5, Ag/NaZSM-5, Zn/NaZSM-5,
กระบวนการเปลี่ยนเอทานอลเป็นเอทิลีน
กระบวนการเปลี่ยนเอทานอลเป็นกรดพธาลิค
กระบวนการเปลี่ยนเอทานอลเป็นกรดปาลมิติก
กระบวนการเปลี่ยนเอทานอลเป็นกรดสเตียริก
กระบวนการเปลี่ยนเอทานอลเป็นโพรพานอล
กระบวนการเปลี่ยนเอทานอลเป็นเมทานอล
นอลและอีเธอร์” https://sites.google.com/site/khemuxinthriym61/sarprakxb-xaelkxhxl-fi-nxl-laea-xithexr. ปริมาณ: 10 รายการ" http://bamras.ddc.moph.go.th/userfiles/Spec tube.pdf การคายน้ำที่มีประสิทธิภาพสูงของเอทานอลไปเป็นเอทิลีนผ่านตัวเร่งปฏิกิริยาซีโอไลต์ระดับนาโน HZSM-5 "การเร่งปฏิกิริยาวันนี้: 143– 47
Catalytic Oxidation of Wet Peroxide of Azo Dye (Congo Red) Using Modified Zeolite Y as Catalyst. Journal of Hazardous Materials. Theoretical Investigation of Ethanol to Ethylene Conversion over H–ZSM–5 and Transition Metal Exchanged ZSM–5.” Catalysis Letters. Fe/ZSM-5 Prepared by Sublimation of FeCl3: Structure of Fe Species as Determined by IR, 27Al MAS NMR and EXAFS Spectroscopy. Journal of Catalysis.
Catalytic Dehydrogenation of Ethanol Using Transition Metal Oxide Catalysts." Journal of Colloid and Interface Science. Comparison of Four Catalysts in the Catalytic Dehydrogenation of Ethanol to Ethylene." Microporous and mesoporous materials. Catalytic Cracking of 1-Butene to Propylene by Ag Modified HZSM-5." Chinese Journal of Chemical Engineering.
ข.4 เครื่องวัดมวลสารโครมาโตกราฟีแก๊ส (GC–MS) ภาพประกอบ ข.9 เครื่องวัดมวลสารโครมาโตกราฟีแก๊ส (GC–MS) ที่มา: ศูนย์บริการอุปกรณ์วิทยาศาสตร์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหาสารคาม 85 C.2 การวิเคราะห์ก๊าซด้วยแมสสเปกโตรมิเตอร์ด้วยแก๊สโครมาโตกราฟี (GC–MS)