پديد آورندگان :
يزدانيان، الميرا دانشگاه علم و فناوري مازندران، بهشهر , قلي پور زنجاني، نوشين پژوهشگاه استاندارد - گروه پژوهشي پتروشيمي البرز , كامران پيرزمان، آرش دانشگاه علم و فناوري مازندران، بهشهر
كليدواژه :
بيوديزل كاتاليست ناهمگن , پتاسيم كربنات , آلومينا , ترانس استريفيكاسيون
چكيده فارسي :
سوخت زيستي بيوديزل، به دليل مزاياي زيست محيطي و شباهت برخي خصوصيات آن با نفت گاز، به عنوان جايگزيني مناسب براي سوخت هاي فسيلي مورد توجه است. در اين تحقيق، براي توليد بيوديزل از روغن پسماند كلزا در حضور كاتاليست K2CO3/Al2O3 استفاده شد. براي آماده سازي كاتاليست از روش حل كردن K2CO3 بر Al2O3 استفاده شد. براي انجام واكنش ترانس استريفيكاسيون و بررسي اثر پارامترهاي مختلف زمان واكنش، دما و درصد وزني كاتاليست بر بازده توليد بيوديزل و بهينه كردن تعداد آزمايش ها، از طراحي آزمايش تاگوچي، در طرح كاملاً تصادفي با دو تكرار، استفاده شد. همچنين، نسبت مولي متانول به روغن 15 به 1، ميزان كاتاليست 5/0، 1، 5/1، 2، 3 و 5 درصد وزني، دماي واكنش 55، 65 و 75 درجه سانتي گراد، زمان واكنش 0/5، 1، 1/5، 2، 2/5 و 3 ساعت و دور همزن rpm 600 درنظر گرفته شد. بهترين بازده توليد بيوديزل (99 درصد)، پس از 2 ساعت با استفاده از 1 درصد وزني كاتاليست ناهمگن پتاسيم كربنات/آلومينا در دماي C°65 حاصل مي شود. از سوي ديگر، مقايسه نتايج حاصل با مطالعات ساير محققان نشان مي دهد بارگذاري K2CO3نسبت به KNO3و Ca(NO3)2، مي تواند بازده توليد بيوديزل را در كاتاليست هاي با پايه آلومينا افزايش دهد. تحليل واريانس با درنظر گرفتن متغيرهاي ميزان كاتاليست، زمان و دماي واكنش، بيانگر آن است كه تغييرات دما اثر معنادار بر بازده توليد متيل استر ندارد، ليكن اثر تغييرات زمان و ميزان كاتاليست مورد استفاده بر درصد تبديل واكنش كاملاً معنادار است.
چكيده لاتين :
Biodiesel, due to its environmental benefits and similar properties with diesel, is considered as a fossil
fuel alternative. Rapeseed oil is used to produce biodiesel in presence of K2CO3/Al2O3. For catalyst
preparation K2CO3 was loaded on the Al2O3 as support using impregnation. Taguchi’s experimental
setup was used in a completely randomized design with two replications for transesterification reaction
and investigating the effects of reaction time, temperature and catalyst concentration on biodiesel
production efficiency and to optimize the number of experiments. Also, molar ratio of 15 to 1
(alcohol:oil), catalyst concentrations of 0.5, 1, 1.5, 2, 3 and 5 wt.%, reaction temperatures of 55, 65 and
75 °C, reaction times of 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5 and 3 hr. and stirring rate of 600 rpm was used for
transesterification reaction. Highest biodiesel yield (99%) was obtained by transesterification process
at 65 °C using 2 wt. % of K2CO3/Al2O3 for 2 hr. Comparing these results to other researcher’s results
shows that the loading ratio of K2CO3 compared to KNO3 and Ca(NO3)2 can increase the biodiesel
production efficiency in alumina-based catalysts. Analysis of variance analysis with regard to catalyst,
reaction time and temperature variables indicates that temperature changes have no significant effect
on the efficiency of methyl ester production, but the effects of time and catalyst concentration on the
reaction rate is quite significant.
