JOBNP-60-00046...
2
สํานักงานคณะกรรมการออยและนํ้าตาลทราย สํานักงานคณะกรรมการออยและนํ้าตาลทราย Office of the Cane and Sugar Board ถนนพระรามที่ 6 ราชเทวี กรุงเทพฯ 10400 Rama VI Road Ratchathewi Bangkok 10400 Tel 0 2202 3291 Fax 0 2202 3291 www.ocsb.go.th 3. ปฏิกิริยาไฮโดรดีออกซิจีเนชัน (Hydrodeoxygen- ation) FMIBK ที่ไดรับจากปฏิกิริยาอัลดอลคอนเดนเซชันจะ ถูกแยกออกโดยใชการระเหย ปฏิกิริยาไฮโดรดีออกซิจีเน ชันของ FMIBK นี้ดําเนินการไดโดยระบบปราศจากตัวทํา ละลายเนื่องจากสารตั้งตนที่ใชเปนของเหลวโดยมี Ru/H- ZSM-5 เปนตัวเรงปฏิกิริยา ผลิตภัณฑที่ไดรับจะเปนชวง ของแอลเคนที่มีจํานวนคารบอนตางกัน ซึ่งมีผลิตภัณฑหลัก คือ isoundecane และ isodecane ซึ่งเปนแอลเคนแบบ กิ่งสามารถใชเปนสวนผสมในเชื้อเพลิงอากาศยานได โดยตรงโดยไมจําเปนตองผานกระบวนการ hydroisom- erisation รูปที่ 4: ปฏิกิริยาไฮโดรดีออกซิจีเนชันของ FMIBK ไปเปน isoundecane รูปที่ 5: ปฏิกิริยาไฮโดรจีเนชันของ FMIBK ไปเปน H–FMIBK ขณะที่ปฏิกิริยาไฮโดรจีเนชัน (Hydrogenation) ของ FMIBK เปนอีกทางเลือกที่สําคัญสําหรับการผลิตเชื้อเพลิง ที่มีออกซิเจนอยูในตัวเอง (Oxygenated fuel) โดยดําเนิน การบนตัวเรงปฏิกิริยา Ru/C ที่อุณหภูมิปฏิกิริยาตํ่ากวา สามารถผลิตเชื้อเพลิงอากาศยานไดจากกาก ออย เพิ่มทางเลือกในการตอยอดและพัฒนาผลิตภัณฑ ใหม สรางมูลคาเพิ่มใหกับอุตสาหกรรมออยและนํ้าตาล ทรายของไทยไดมีความยั่งยืนตอไป เปนกระบวนการที ่ใชขั้นตอนนอย มีสภาวะการ ดําเนินการที่ไมสูงนัก และสภาวะในแตละขั้นตอนมีความ เกื้อกูลกัน จึงมีความเปนไปไดในเชิงพาณิชย ผลิตภัณฑที่ไดรับเปนแอลเคนแบบกิ่งซึ่งมี คาจุดเยือกแข็งตํ่า สามารถนําไปใชเปนสวนผสมในเชื้อ เพลิงอากาศยานไดโดยตรง »ÃÐ⪹·Õèä´ŒÃѺ¨Ò¡¡Ãкǹ¡ÒùÕé ¡ÒüÅÔµ อากาศยานจากกากออย àª×éÍà¾ÅÔ§ àª×éÍà¾ÅÔ§ ผูเขียน : ดร.บุญรัตน ผลเจริญ
Transcript of JOBNP-60-00046...
สํานักงานคณะกรรมการออยและนํ้าตาลทราย
สํานักงานคณะกรรมการออยและนํ้าตาลทราย
Office of the Cane and Sugar Boardถนนพระรามที่ 6 ราชเทวี กรุงเทพฯ 10400
Rama VI Road Ratchathewi Bangkok 10400Tel 0 2202 3291 Fax 0 2202 3291
www.ocsb.go.th
3. ปฏิกิริยาไฮโดรดีออกซิจีเนชัน (Hydrodeoxygen-ation)
FMIBK ที่ไดรับจากปฏิกิริยาอัลดอลคอนเดนเซชันจะถูกแยกออกโดยใชการระเหย ปฏิกิริยาไฮโดรดีออกซิจีเนชันของ FMIBK น้ีดําเนินการไดโดยระบบปราศจากตัวทําละลายเนื่องจากสารตั้งตนที่ใชเปนของเหลวโดยมี Ru/H-ZSM-5 เปนตัวเรงปฏิกิริยา ผลิตภัณฑที่ไดรับจะเปนชวงของแอลเคนทีม่จีาํนวนคารบอนตางกนั ซ่ึงมผีลติภณัฑหลกั คือ isoundecane และ isodecane ซึ่งเปนแอลเคนแบบกิ่งสามารถใชเปนสวนผสมในเชื้อเพลิงอากาศยานไดโดยตรงโดยไมจําเปนตองผานกระบวนการ hydroisom-erisation
รูปที่ 4: ปฏิกิริยาไฮโดรดีออกซิจีเนชันของ FMIBK ไปเปน isoundecane
รูปที่ 5: ปฏิกิริยาไฮโดรจีเนชันของ FMIBK ไปเปน H–FMIBK
ขณะทีป่ฏิกริิยาไฮโดรจเีนชนั (Hydrogenation) ของ FMIBK เปนอีกทางเลือกที่สําคัญสําหรับการผลิตเชื้อเพลิงที่มีออกซิเจนอยูในตัวเอง (Oxygenated fuel) โดยดําเนินการบนตัวเรงปฏิกิริยา Ru/C ที่อุณหภูมิปฏิกิริยาตํ่ากวา
สามารถผลิตเชื้อเพลิงอากาศยานไดจากกาก
ออย เพ่ิมทางเลือกในการตอยอดและพัฒนาผลิตภัณฑ
ใหม สรางมูลคาเพิ่มใหกับอุตสาหกรรมออยและนํ้าตาล
ทรายของไทยไดมีความยั่งยืนตอไป
เปนกระบวนการทีใ่ชขัน้ตอนนอย มสีภาวะการ
ดําเนนิการทีไ่มสงูนกั และสภาวะในแตละขัน้ตอนมคีวาม
เกื้อกูลกัน จึงมีความเปนไปไดในเชิงพาณิชย
ผลิตภัณฑที่ไดรับเปนแอลเคนแบบก่ิงซึ่งมี
คาจุดเยือกแข็งต่ํา สามารถนําไปใชเปนสวนผสมในเชื้อ
เพลิงอากาศยานไดโดยตรง
»ÃÐ⪹�·Õèä´ŒÃѺ¨Ò¡¡Ãкǹ¡ÒùÕé
¡ÒüÅÔµอากาศยานจากกากออย
àª×éÍà¾ÅÔ§àª×éÍà¾ÅÔ§
ผูเขียน : ดร.บุญรัตน ผลเจริญ
การผลิตเช้ือเพลิงอากาศยานจากกากออย (Bagasse)เปนกระบวนการผลติเชือ้เพลงิจากชวีมวลทีส่าํคัญทีจ่ะนําไปสูแนวทางการแกปญหาการขาดแคลนพลังงานและปญหาสิ่งแวดลอม ในปจจุบันพลังงานทดแทนหรือพลังงานทางเลือกกําลังไดรับความสนใจเปนอยางมาก เชื้อเพลิงอากาศยานถือเปนหนึ่งในผลิตภัณฑสําคัญในกระบวนการกลั่นนํ้ามันดิบ โดยมีปริมาณการผลิตอยูที่รอยละ 6 ของการใช นํ้ า มันดิบทั้ งหมด ในบทความนี้ ได นําเสนอกระบวนการใหมโดยนําน้ําตาลไซโลสท่ีสามารถสกดัไดจากกากออย (ซ่ึงมเีพนโตแซนทีเ่ปนโพลเิมอรของนํา้ตาลไซโลสประกอบอยูสูงถึงประมาณรอยละ 25-27) และเมทิลไอโซบิวทิลคีโตน (Methyl isobutyl ketone หรือ MIBK) มาใชเปนสารตั้งตนในการผลิตเชื้อเพลิงอากาศยาน เพื่อเปนทางเลือกในการตอยอดและพัฒนาผลิตภัณฑใหมสรางมูลคาเพิ่มใหกับอุตสาหกรรมออยและนํ้าตาลทรายมีความยั่งยืนตอไป
ผลิตภัณฑที่ไดรับจะเปนแอลเคน (Alkane) แบบกิ่งชวง C10 – C11 ทีใ่หคาจดุเยอืกแข็งต่ํา สามารถใชเปนสวนผสมในเชื้อเพลิงอากาศยานไดโดยตรง นอกจากน้ียังสามารถเลอืกสงัเคราะหไดเปนเชือ้เพลงิทีม่อีอกซเิจนอยูในตัวเองโดยแทนทีข่ัน้ตอนสดุทายดวยปฏกิริยิาไฮโดรจเีนชนัที่อุณหภูมิตํ่ากวาบนตัวเรงปฏิกิริยาโลหะมีตระกูลบนตัวรองรับคารบอน
รูปที่ 1: แผนภาพการผลิตแอลเคนแบบกิ่งสําหรับใชเปนเชือ้เพลงิอากาศยานและเช้ือเพลงิทีม่อีอกซเิจนอยูในตวัเองจาก
นํ้าตาลไซโลสและเมทิลไอโซบิวทิลคีโต
2. ปฏิกิริยาอัลดอลคอนเดนเซชัน (Aldol condensa-tion) ของสารเฟอรฟูรัลกับเมทิลไอโซบิวทิลคีโตน
เฟสของตัวทําละลายเมทิลไอโซบิวทิลคีโตน (MIBK) ที่ไดรับในขั้นตอนแรกจะประกอบดวยเฟอรฟูรัลและเมทิลไอโซบิวทิลคีโตน และจะมีนํ้าและกรดอินทรียผสมอยูในปริมาณเล็กนอยซ่ึงจะไปรบกวนการเกิดปฏิกิริยาอัลดอลคอนเดนเซชนั ดงันัน้ จงึตองนาํมาปรบัสภาพโดยใชปนูขาว (Ca(OH)2) แชทิง้ไวทีอ่ณุหภมูหิอง หลงัจากนัน้จะใชปนูเผา (CaO) มาเปนตัวเรงปฏิกิริยา เมทิลไอโซบิวทิลคีโตนจะควบแนนกับเฟอรฟูรัล เกิดเปนผลิตภัณฑท่ีมีสถานะเปนของเหลวที่อุณหภูมิหอง สะดวกตอการใชงานในปฏิกิริยาถัดไป อุณหภูมิที่เหมาะสมของปฏิกิริยาในระบบนี้อยูที่ 180 °C เชนเดียวกับปฏิกิริยาแรก
1. ปฏิกิริยาดีไฮเดรชัน (Dehydration) ของนํ้าตาลไซโลสไปเปนสารเฟอรฟูรัล (Furfural)
ในข้ันตอนน้ีเปนปฏิกิริยาดีไฮเดรชันของน้ําตาลไซโลสท่ีสกดัไดจากกากออย (วสัดเุหลอืใชจากโรงงานนํา้ตาล) เพือ่เปลีย่นโครงสรางเปนสารเฟอรฟรูลั โดยใชกรด เชน ZrPOx
เปนตัวเรงปฏิกิริยา เขาสูระบบตัวทําละลายสองเฟสที่แยกออกจากกันระหวางนํ้ากับเมทิลไอโซบิวทิลคีโตน (MIBK) โดยเฟอรฟรูลัทีเ่กดิขึน้ในเฟสของนํา้แลวจะถูกดงึไปเกบ็ในเฟสของเมทิลไอโซบิวทิลคีโตน (MIBK) ดวย อุณหภูมิท่ีเหมาะสมของปฏิกิริยาในระบบนี้อยูที่ 180 °C
» ปฏิกิริยาดีไฮเดรชัน
» ปฏิกิริยาอัลดอลคอนเดนเซชัน
» ปฏิกิริยาไฮโดรดีออกซิจีเนชัน
¡Ãкǹ¡ÒüÅÔµáÍÅहẺ¡Ôè§à¾×èÍ㪌໚¹àª×éÍà¾ÅÔ§ÍÒ¡ÒÈÂÒ¹¹Õé »ÃСͺ´ŒÇ 3 »¯Ô¡ÔÃÔÂÒËÅÑ¡ (´Ñ§ÃÙ»·Õè 1)
รูปที่ 2: ปฏิกิริยาดีไฮเดรชันของนํ้าตาลไซโลสไปเปนสารเฟอรฟูรัล
รูปที่ 3: ปฏิกิริยาอัลดอลคอนเดนเซชันของสารเฟอรฟูรัลกับเมทิลไอโซบิวทิลคีโตน
