بررسی اثر پارامترهای مهم در تولید بیودیزل با استفاده از کاتالیست ناهمگن پتاسیم کربنات/آلومینا و روغن کلزا

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه علم و فناوری مازندران

2 پژوهشگاه استاندارد

3 دانشگاه علم وفناوری مازندران

چکیده

سوخت زیستی بیودیزل به دلیل مزایای زیست‌ محیطی و شباهت برخی خصوصیات آن با نفت‌ گاز به عنوان جایگزینی مناسب برای سوخت‌های فسیلی مورد توجه می‌باشد. در این تحقیق برای تولید بیودیزل از روغن پسماند کلزا در حضور کاتالیست K2CO3/Al2O3 استفاده شد. جهت آماده‌‌سازی کاتالیست از روش راسب کردن K2CO3 بر Al2O3 استفاده گردید. جهت انجام واکنش ترانس استریفیکاسیون و بررسی اثر پارامترهای مختلف زمان واکنش، دما و درصد وزنی کاتالیست بر بازده‌ تولید بیودیزل و بهینه کردن تعداد آزمایش‌‌ها، از طراحی آزمایش‌ تاگوچی، در طرح کاملاً تصادفی با دو تکرار استفاده گردید. همچنین نسبت مولی متانول به روغن 15 به 1، میزان کاتالیست 5/0، 1، 5/1، 2، 3 و 5 درصد وزنی، دمای واکنش 55، 65 و 75 درجه سانتی‌گراد، زمان واکنش 5/0، 1، 5/1، 2، 5/2 و 3 ساعت و دور همزن rpm 600 در نظر گرفته شد. بهترین بازده تولید بیودیزل (99%)، پس از 2 ساعت با استفاده از 2% وزنی کاتالیست ناهمگن پتاسیم‌کربنات/آلومینا در دمای C°65 حاصل می‌شود. از سوی دیگر مقایسه نتایج حاصل با مطالعات سایر محققین نشان می‌دهد بارگذاری K2CO3 نسبت به KNO3و Ca(NO3)2، می‌تواند بازده تولید بیودیزل را در کاتالیست‌های با پایه آلومینا افزایش دهد. تحلیل آنالیز واریانس با در نظر گرفتن متغیرهای میزان کاتالیست، زمان و دمای واکنش، بیانگر آن است که تغییرات دما اثر معنادار بر بازده تولید متیل استر ندارد، لیکن اثر تغییرات زمان و میزان کاتالیست مورد استفاده بر درصد تبدیل واکنش کاملاً معنادار می باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Effect of Important Parameters on Biodiesel Production Using Heterogeneous Potassium Carbonate/Alumina Catalyst and Rapeseed Oil

نویسندگان [English]

  • elmira yazdanian 1
  • noshin gholipour 2
  • arash kamran-pirzaman 3
1 University of Science and Technology of Mazandaran
2 Standard Research Institute, Petrochemical Research Group
3 mazandaran university of science and technology
چکیده [English]

Biodiesel due to its environmental benefits and similar properties with gasoil is considered as fossil fuels 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 experimental design was used in a completely randomized design with two replications for trans esterification reaction and investigating the effect of reaction time, temperature and catalyst amount on the biodiesel production efficiency and optimize the number of experiments. Also Molar ratio (alcohol: oil) 15 to 1, catalyst amount 0.5, 1, 1.5, 2, 3 and 5 wt.%, reaction temperature of 55, 65 and 75 °C, reaction time of 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5 and 3 hr. and stirring rate of 600 rpm was used for trans esterification reaction. Biodiesel yield (99%) was obtained by trans esterification process at 65 °C using 2 wt. % of K2CO3/Al2O3 in 2 hr. Other researcher’s results comparison shows that the loading ratio of K2CO3 compared to KNO3 and Ca(NO3)2 can increase the biodiesel production efficiency in alumina base 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, but the effect of time and amount of catalyst variations used on the conversion rate of the reaction is quite significant.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Biodiesel
  • Heterogeneous catalyst
  • Potassium Carbonate/Alumina
  • Trans Esterification