عنوان

تبدیل روغن‌های سوخته به بیودیزل در راستای مدیریت پسماند

IR

۴۶۶۶پ

فارسی

IR

تبدیل روغن‌های سوخته به بیودیزل در راستای مدیریت پسماند

[پایان‌نامه]

Waste oil conversion to biodiesel for waste management

/سمیرا صفاری

: مهندسی شیمی

، ۱۴۰۱

۸۸ص.

:

زبان: فارسی

زبان چکیده: فارسی

چاپی - الکترونیکی

مصور، جدول، نمودار

کارشناسی ارشد

مهندسی شیمی- محیط زیست

۱۴۰۱/۰۶/۰۱

صنعتی سهند

بیودیزل یک منبع پایدار، تجدیدپذیر و کم هزینه می‌باشد که به‌دلیل پتانسیل بالای آن مورد توجه بسیاری قرار گرفته است .از منابع تولید بیودیزل که درصد بالایی از هزینه‌های کلی تولید آن را شامل می‌شود می‌توان روغن‌های خوراکی و غیر خوراکی، جلبک‌ها و پسماندهای روغن-ها را نام برد .بهترین روش برای مقرون به‌صرفه‌تر بودن تولید این نوع سوخت، استفاده از روغن‌های زائد و ارزان قیمت است که دارای درصد بالای اسید چرب آزاد می‌باشند .لکن قبل از ترانس استری‌شدن نیاز به استری‌سازی اسید چرب است .این فرایند بهتر است در حضور کاتالیست اسیدی ناهمگن انجام گیرد .هدف از انجام این پایان‌نامه، تولید سوخت‌های تجدیدپذیر با استفاده از کاتالیست‌های آلی-فلزی می‌باشد .از این‌رو از کاتالیستZIF -۱۱ که زیر شاخه چارچوب‌های آلی- فلزی هستند، به منظور تولید سریع‌تر و درصد تبدیل بالاتر استفاده گردید .این کاتالیست به روش حلال گرمایی در شرایط دمایی ۲۵درجه سلسیوس سنتز شد .مشخصه‌یابی کاتالیست سنتز شده توسط آنالیزهایNH ۳-TPD،XRD ،SEM- FE،IR- FT، BET انجام شد؛ که در آنالیزSEM - FEساختار ۱۲وجهی کاتالیستZIF -۱۱ را به-خوبی نشان داده شده و در آنالیزBET ، نشان داده شد که ایزوترم‌های جذب در کریستال‌های سنتز شدهZIF -۱۱ از نوع I و IV بوده و دارای مساحت سطحm ۲ /g۵۹۰/۴۸ می‌باشد که مساحت بالا در کریستال‌هایZIF -۱۱ را، تایید می‌کند .از طرفی آنالیزXRD ، نشان‌دهنده ساختار کریستالی مناسب و بلورینگی بالا بوده و در آنالیزIR- FT، پیوندهای موجود در کریستال‌هایZIF -۱۱ به‌خوبی قابل رویت می‌باشد که شامل پیوندهای کربن-کربن، کربن-هیدروژن، کربن-نیتروژن و نیتروژن-روی، است .آنالیزNH ۳- TPDنشان‌دهنده سایت‌های اسیدی قوی( اسید برونشتد) در کاتالیست سنتز شدهZIF -۱۱ می‌باشد .آنالیزهایی که از کاتالیست بازیابی‌شده گرفته شد و تطابق آن‌ها با کاتالیستZIF -۱۱ مادر، نشان‌دهنده پایداری کاتالیستZIF -۱۱ است .شرایط عملیاتی مناسب برای تولید بیودیزل تحت کریستال‌هایZIF -۱۱ عبارت‌اند از : نسبت مولی متانول به روغن ۴۰:۱، ۱ درصد وزنی کاتالیست، مدت زمان ۶ ساعت و دمای ۱۸۰ درجه سلسیوس، که منجر به میزان تبدیل اسیدهای چرب ۸۳/۱۳ درصد شد .بعد از یک بار استفاده و بازیابی کاتالیست، در درصد تبدیل آن تغییری مشاهده نشد .استفاده از روغن زیتون برای تولید بیودیزل تحت کاتالیستZIF -۱۱ با شرایط عملیاتی ذکر شده، میزان تبدیل ۸۶/۸۶ درصد به‌دست آمد .ثابت سرعت واکنش از درجه اول پیروی می‌کند و انرژی فعال‌سازی واکنش kJ/mol ۱۰/۲۵- حاصل شد.

Biodiesel is a sustainable, renewable and low-cost resource that has been receiving a lot of attention due to its high potential. Edible and non-edible oils, algae, and oil residues can be mentioned as the sources of biodiesel production, which include a high percentage of the total costs of its production. The best way to make this type of fuel cost-effective is to use waste and cheap oils that have a high percentage of free fatty acids. However, fatty acid esterification is required before transesterification. This process is better done in the presence of heterogeneous acid catalyst. The purpose of this thesis is to produce renewable fuels using organic-metallic catalysts. Therefore, ZIF-11 catalyst, which is a sub-branch of organic-metallic frameworks, was used for faster production and higher conversion percentage. This catalyst was synthesized by thermal solvent method at a temperature of 25 degrees Celsius. Characterization of the synthesized catalyst was done by NH3-TPD, XRD, FE-SEM, FT-IR, BET analyses. In the FE-SEM analysis, the dodecahedral structure of the ZIF-11 catalyst was well shown, and in the BET analysis, it was shown that the adsorption isotherms in the synthesized ZIF-11 crystals are of type I and IV and have a surface area of 590. 48 m2/g, which confirms the high area in ZIF-11 crystals. XRD analysis shows proper crystal structure and high crystallinity, and in FT-IR analysis, bonds in ZIF-11 crystals are clearly visible, which include carbon-carbon, carbon-hydrogen, carbon-nitrogen and Nitrogen-zinc. NH3-TPD analysis indicates strong acidic sites (Br?nsted acid) in the synthesized ZIF-11 catalyst. The analyzes taken from the recovered catalyst and their compatibility with the parent ZIF-11 catalyst indicate the stability of the ZIF-11 catalyst. Suitable operating conditions for biodiesel production under ZIF-11 crystals are: molar ratio of methanol to oil 1:40, 1 weight percent of catalyst, duration of 6 hours and temperature of 180 degrees Celsius, which leads to fatty acid conversion rate of 83.13 . After using and recovering the catalyst once, there was no change in its conversion percentage. Using olive oil to produce biodiesel under the ZIF-11 catalyst with the mentioned operating conditions, the conversion rate was 86.86 . The rate constant of the reaction follows the first degree and the activation energy of the reaction was -10.25 kJ/mol.

ba

Waste oil conversion to biodiesel for waste management

بیودیزل

اسید چرب آزاد

ترانس استری‌شدن

استری‌سازی

پسماند

کاتالیست

چارچوب آلی- فلزی

Biodiesel, free fatty acid, transesterification, esterification, waste, catalyst, , Metal Organic Frameworks, ZIF-11

بیودیزل، اسید چرب آزاد، ترانس استری‌شدن، استری‌سازی، پسماند، کاتالیست، چارچوب آلی- فلزی

صفاری، سمیرا

رستمی‌زاده، محمد، استاد راهنما

ایران

20230913

شیمی ،۲۱۰۵۳ ،۱۴۰۱

دنامسپ‍ ت‌یریدم‍ ی‌اتسار رد ل‌زیدویب‍ ه‌ب‍ ه‌تخوس‍ ی‌اهن‌غور ل‌یدبت‍.pdf

عادی

عادی

5146.pdf

pch21053.pdf

0

ایمانی

متن

0

پ۴۶۶۶

فارسی

نمایه‌سازی قبلی

pe

TF

92029

1

a

Y