Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

ผลของการเติมโมเลกูลาร์ซีพที่มีต่อปฏิกิริยาการสังเคราะห์เมทานอลจากคาร์บอนไดออกไซด์และไฮโดรเจนที่มีวิธีการใช้แอลกอฮอล์เป็นตัวช่วยบนตัวเร่งปฏิกิริยาคอปเปอร์ซิงค์ออกไซด์

Year (A.D.)

2020

Document Type

Thesis

First Advisor

Pattaraporn Kim

Faculty/College

Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)

Department (if any)

Department of Chemical Engineering (ภาควิชาวิศวกรรมเคมี)

Degree Name

Master of Engineering

Degree Level

Master's Degree

Degree Discipline

Chemical Engineering

DOI

10.58837/CHULA.THE.2020.59

Abstract

Low-temperature methanol synthesis from CO2 and H2 was carried out using ethanol as catalytic solvent. The alcohol-assisted method reduced synthesis temperature and enhanced methanol yield (35.8%) at 150 oC (5.0 MPa, Cu/ZnO catalyst). However, ethyl acetate and water were generated as byproducts from the reaction. The byproducts formed azeotrope mixture with methanol and led to a complex product purification. Therefore, in this study, molecular sieves (MS) were introduced to adsorb the byproducts. The effect of different MS (3A and 5A) was studied. It was found that MS helped enhancing methanol yield. The highest methanol yield (42.6%) was obtained when adding MS_3A to adsorb water. The MS_5A could separate methanol and ethyl acetate, providing high methanol purity. The effect of operating temperature was also investigated. When reducing temperature, methanol yield decreased but methanol selectivity significantly increased. The optimum temperature was 130 oC where the pleasant methanol yield (30.6%) and selectivity (>98%) were obtained. Controlling temperature and using MS could help enhance the yield and selectivity of methanol.

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

ปฏิกิริยาการสังเคราะห์เมทานอลที่อุณหภูมิต่ำจากคาร์บอนไดออกไซด์และไฮโดรเจนได้ดำเนินการโดยมีเอทานอลเป็นตัวทำละลายที่มีส่วนในการเร่งปฏิกิริยา วิธีการใช้แอลกอฮอล์เป็นตัวช่วยนี้ทำให้สามารถลดอุณหภูมิในการสังเคราะห์เมทานอลและส่งเสริมให้ผลได้ของเมทานอลดีขึ้น (35.8%) ที่อุณหภูมิดำเนินการ 150 องศาเซลเซียส (ความดัน 5 เมกะพาสคาล, คอปเปอร์ซิงค์ออกไซด์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา) อย่างไรก็ตาม ก็ยังมีเอทิลอะซิเตทและน้ำเป็นผลิตภัณฑ์ร่วมที่เกิดจากปฏิกิริยา ซึ่งผลิตภัณฑ์ร่วมเหล่านี้ไปทำให้เกิดเป็นสารผสมอะซิโอโทรปกับเมทานอล ซึ่งส่งผลให้กระบวนการแยกเมทานอลให้บริสุทธิ์นั้นมีความยุ่งยากซับซ้อนมากยิ่งขึ้น ดังนั้นในงานวิจัยนี้ โมเลกุลาร์ซีพถูกนำมาใช้ในการดูดซับสารผลิตภัณฑ์ร่วมเหล่านี้ โดยทำการศึกษาผลของชนิดโมเลกุลาร์ซีพที่แตกต่างกัน (3A และ 5A) ซึ่งพบว่า โมเลกุลาร์ซีพมีส่วนช่วยในการส่งเสริมให้ผลได้ของเมทานอลนั้นดีขึ้น โดยที่ผลได้ของเมทานอลจะดีที่สุด (42.6%) เมื่อมีการเติมโมเลกุลาร์ซีพชนิด 3A เข้ามาช่วยในการดูดซับน้ำ นอกจากนี้ยังพบว่าโมเลกุลาร์ซีพชนิด 5A สามารถที่จะแยกเมทานอลกับเอทิลอะซิเตทให้เมทานอลมีความบริสุทธ์สูงได้ และผลของอุณหภูมิในการดำเนินการก็ยังได้ถูกศึกษาค้นคว้าอีกด้วย พบว่า การลดอุณหภูมิ จะทำให้ผลได้ของเมทานอลนั้นลดลง แต่การเลือกเกิดของเมทานอลนั้นเพิ่มขึ้น โดยที่อุณหภูมิที่มีความเหมาะสมที่สุดคือที่ 130 องศาเซลเซียส เป็นจุดที่ทำให้ผลได้ของเมทานอล (30.6%) และการเลือกเกิดของเมทานอล (มากกว่า 98%) นั้นเป็นที่น่าพอใจ จึงสามารถสรุปได้ว่าการควบคุมอุณหภูมิและการใช้โมเลกุลาร์ซีพสามารถช่วยส่งเสริมผลได้ของเมทานอลและการเลือกเกิดของเมทานอลได้

Share

COinS
 
 

To view the content in your browser, please download Adobe Reader or, alternately,
you may Download the file to your hard drive.

NOTE: The latest versions of Adobe Reader do not support viewing PDF files within Firefox on Mac OS and if you are using a modern (Intel) Mac, there is no official plugin for viewing PDF files within the browser window.