Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Investigation of non-noble metals (Ni and Fe) as substitutes of noble metals (Pd and Ru) supported on acid zeolites for waste tire pyrolysis

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

การศึกษาการใช้นิกเกิลและไอรอนแทนพาลาเดียมและรูทีเนียมซึ่งบรรจุบนซีโอไลท์ชนิดกรดสำหรับกระบวนการไพโรไลซิสยางรถยนต์หมดสภาพ

Year (A.D.)

2012

Document Type

Thesis

First Advisor

Sirirat Jitkarnka

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.2012.1990

Abstract

Pyrolysis of waste tire is one of alternative techniques to produce petro-chemical products. Noble metals supported on acid zeolite catalysts, especially Pd and Ru supported on acid zeolites (HMOR and HBeta), were reported as potentical catalysts to produce the valuable petrochemical products from waste tire pyrolysis. Due to the high prices of noble metal catalysts, the objective of this research work was to use non-noble metal catalysts as substitutes of noble metal catalysts. The non-noble metals (Ni and Fe) supported on acid zeolites (HMOR and HBeta) were used in this research because Ni and Fe catalysts have high activity in isomerization, cracking, and the ring opening of hydrocarbons. Moreover, Ni and Fe are elements in the same group as Pd and Ru noble metals, which is the VIIIB group, aiming to pro-duce high valuable products similar to those obtained from the noble metals. It was found that 5%Ni/HBeta can be used as a substiute of 1%Pd/HBeta as a naphtha-producing catalyst since it produced the similar quantity of full range naphtha as 1%Pd/HBeta. Moreover, 5%Ni/HBeta produced the good quality of petroleum oil which contained high sat HCs/total aromatics and low sulfure content in oil. With using HMOR as a support, 20%Ni/HMOR appeared to be a capable catalyst for substituting 1%Pd/HMOR because 20%Ni/HMOR can produce as high quantity and quality as 1%Pd/HMOR. Furthermore, the petrochemical production by using 1%Ru/HBeta can be substituted by using 10%Fe/HBeta since it can produce the higher yields of light olefins, cooking gases, mixed C4, and light mono-aromatics (BTXs) thanthose of 1%Ru/HBeta. Similarly, 20%Fe/HMOR can be used as a substitute of 1%Ru/HMOR for petrochemical products.

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

กระบวนการไพโรไลซิสยางรถยนต์หมดสภาพเป็นกระบวนการทางเลือกสำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์ปิโตรเคมี โลหะมีตระกูลที่บรรจุบนซีโอไลท์ชนิดกรดโดยเฉพาะอย่างยิ่งพาลาเดียมและรูทีเนียมบรรจุบนซีโอไลท์ชนิดมอร์และชนิดเบต้า ถูกค้นพบว่าเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีศักยภาพในการผลิตผลิตภัณฑ์ปิโตรเคมีจากกระบวนการไพโรไลซิสยางรถยนต์หมดสภาพ เนื่องจากโลหะมีตรกูลนั้นมีราคาแพง งานวิจัยนี้จึงศึกษาการใช้โลหะไม่มีตระกูลแทนโลหะมีตระกูล นิกเกิลและไอรอนซึ่งเป็นโลหะไม่มีตระกูลได้ถูกเลือกนำมาศึกษาเนื่องจากตัวเร่งทั้งสองนั้นมีความสามารถสูงในการทำปฏิกิริยาไอโซเมอร์ไรเซชัน ปฏิกิริยาการแตกตัวของโมเลกุล และปฏิกิริยาเปิดวงของไฮโดรคาร์บอน ยิ่งไปกว่านั้นนิกเกิลและไอรอนอยู่ในกลุ่มโลหะทรานซิชันเดียวกันกับพาลาเดียมและรูทีเนียมคือกลุ่ม 8 บี จึงมีความเป็นไปได้ว่าจะสามารถผลิตผลิตภัณฑ์ปิโตรเคมีประเภทเดียวกันได้ จากการศึกษาพบว่า ตัวเร่งปฏิกิริยานิกเกิลร้อยละ 5 โดยน้ำหนักซึ่งบรรจุบนซีโอไลท์เบต้านั้น สามารถนำไปใช้แทนตัวเร่งปฏิกิริยาพาลาเดียมร้อยละ 1 โดยน้ำหนักที่บรรจุบนซีโอไลท์ประเภทเดียวกัน ในการผลิตน้ำที่มีคุณภาพและปริมาณที่ใกล้เคียงกัน ซึ่งน้ำมันผลิตได้นั้นมีสารประกอบอะโรมาติกส์และซัลเฟอร์ในปริมาณที่ต่ำ ส่วนการเปรียบเทียบพาลาเดียมกับนิกเกิลบรรจุบนซีโอไลท์ชนิดมอร์พบว่า ตัวเร่งปฏิกิริยาของนิกเกิลร้อยละ 20 โดยน้ำหนักซึ่งบรรจุบนซีโอไลท์ชนิดมอร์นั้นสามารถใช้ในการผลิตน้ำมันที่มีปริมาณและคุณภาพใกล้เคียงกับการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาพาลาเดียมร้อยละ 1 โดยน้ำหนักที่บรรจุบนซีโอไลท์ชนิดเดียวกัน นอกจากนี้การผลิตผลิตภัณฑ์ปิโตรเคมีด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาไอรอนร้อยละ 10 โดยน้ำหนักที่บรรจุซีโอไลท์ชนิดเบต้าเป็นตัวเร่งปฏิกิริยานั้น มีประสิทธิภาพเทียบเคียงกับการใช้รูทีเนียมร้อยละ 1 โดยน้ำหนักที่บรรจุบนซีโอไลท์ชนิดเบต้า เนื่องจากสามารถผลิตโอเลฟินส์แก๊สหุงต้มโอไลท์ชนิดเดียวกัน นอกจากนี้ตัวเร่งปฏิกิริยาไอรอนร้อยละ 20 โดยน้ำหนักที่บรรจุบนซีโอไลท์ชนิดมอร์ก็สามารถผลิตภัณฑ์ปิโตรเคมีได้เทียบเคียงกับการใช้รูทีเนียมร้อยละ 1 โดยน้ำหนักที่บรรจุบนซีโอไลท์ชนิดเดียวกัน

Link to Full Text

Share

COinS