Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Dehydroxylation of glycerol to propylene glycol over copper-zinc oxide catalysts : effects of catalyst perparation and regeneration

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

การผลิตโพรพิลีนไกลคอลจากกลีเซอรอลโดยตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีทองแดงและสังกะสีออกไซด์เป็นส่วนประกอบพื้นฐาน : ผลกระทบของวิธีเตรียมตัวเร่งปฏิกิริยาและการนำกลับมาใช้ใหม่

Year (A.D.)

2010

Document Type

Thesis

First Advisor

Siriporn Jongpatiwut

Second Advisor

Thirasak Rirksomboon

Third Advisor

Thammanoon Sreethawong

Faculty/College

The Petroleum and Petrochemical College (วิทยาลัยปิโตรเลียมและปิโตรเคมี)

Degree Name

Master of Science

Degree Level

Master's Degree

Degree Discipline

Petrochemical Technology

DOI

10.58837/CHULA.THE.2010.2273

Abstract

Glycerol is a major by-product from vegetable oil transesterification to biodiesel. The increase in biodiesel production results in the marketed surplus of glycerol. The catalytic dehydroxylation of glycerol to propylene glycol is one of the most attractive routes to convert glycerol to high value-added products. In this work, the dihydroxylation of glycerol to propylene glycol was investigated over Cu-ZnO/AI₂O₃ catalysts prepared by different techniques -i.e. incipient wetness impregnation (IWI), co-precipitation (COP), and sol-gel (SG) methods. The prepared catalysts were tested for their catalytic activity in a packed-bed reactor at 250 °C and 500 psig under hydrogen atmosphere. Fresh and spent catalysts were characterized by several techniques including SAA, XRF, XRD, TPR, and TPO. Among the catalysts tested, the impregnated Cu-ZnO/AI₂O₃ catalyst provided the highest catalytic performance which could be due to its low coke formation and high stability of metal on surfaces. Furthermore, causes of the catalyst deactivation were found to be the combination of deposited carbon and sintering of active metals. Therefore, the catalytic of the Cu-ZnO/AI₂O₃ catalysts cannot be recovered by a simple method for coke removal.

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

กลีเซอรอลเป็นผลิตภัณฑ์พลอยได้หลักจากการผลิตไบโอดีเซลด้วยกระบวนการทรานเอสเตอริฟิเคชั่น (Tranesterification) การเพิ่มขึ้นของการผลิตไบโอดีเซลส่งผลให้ปริมาณกลีเซอรอลล้นตลาด ดังนั้นการนำกลี เซอรอลไปเปลี่ยนเป็นสารเคมีที่มีมูลค่าสูงขึ้นเช่น โพรพิลีนไกลคอล โดยผ่านปฎิกิริยาดีไฮดรอกซิเลชันโดยใช้ ตัวเร่งปฎิกิริยาก็ถือเป็นทางเลือกหนึ่งที่น่าสนใจ งานวิจัยนี้ได้ศึกษาประสิทธิภาพตัวเร่งปฎิกิริยาทองแดงและสัง กะสีออกไซด์บนอะลูมินา (Cu-ZnO/A1₂O₃) ในการทำปฎิกิริยาไฮดรอกซิเลชันโดยเตรียมตัวเร่งปฎิกิริยาด้วยเทคนิคที่แตกต่างกัน คือ วิธีเอิบชุ่ม (IWI) วิธีการตกตะกอนร่วม (COP) และวิธีโซล-เจล (SG) ตัวเร่งปฎิกิริยาที่เตรียมขึ้นทั้งหมดถูกนำไปทดสอบประสิทธิภาพของการทำปฎิกิริยาในเครื่องปฎิกรณ์แบบต่อเนื่องชนิดเบดนิ่งที่อุณหภูมิ 250 องศาเซลเซียส ภายใต้ความดันของไฮโดรเจนที่ 500 ปอนด์ต่อตารางนิ้วเกจ ตัวเร่ง ปฎิกิริยาเหล่านี้ยังได้ถูกนำไปวิเคราะห์ด้วยเทคนิคต่างๆ เช่น SAA XRF XRD TPR และ TPO จากการศึกษา พบว่า ตัวเร่งปฎิกิริยาที่เตรียมโดยวิธีเอิบชุ่มมีประสิทธิภาพและความเสถียรที่สูงที่สุดซึ่งอาจเกิดเนื่องมาจากปริมาณการเกิดถ่านโค้กที่ต่ำ รวมถึงโลหะบนพื้นผิวของตัวเร่งปฎิกิริยามีความเสถียรสูง นอกจากนี้ยังพบว่า การเสื่อมสภาพของตัวเร่งปฎิกิริยามีสาเหตุมาจากการทับถมของถ่านโค้กและการรวมตัวกันของโลหะกัมมันต์ ดังนั้น ประสิทธิภาพของตัวเร่งปฎิกิริยาจึงไม่สามารถทำให้ฟื้นคืนด้วยปฎิกิริยาออกซิเดชันของถ่านโค้ก

Link to Full Text

Share

COinS