Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Selective conversion of glycerol to propylene glycol over copper zine oxide/magnesium oxide-aluminium oxide catalysts

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

การผลิตโพรพิลีนไกลคอลจากกลีเชอรอล โดยตัวเร่งปฏิกิริยา ทองแดงและสังกะสีออกไซด์บนแมกนีเซียมออกไซด์และอะลูมิเนียมออกไซด์

Year (A.D.)

2015

Document Type

Thesis

First Advisor

Siriporn Jongpatiwut

Second Advisor

Thirasak Rirksomboon

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.2015.1960

Abstract

The present study focused on improving catalytic activity and stability of CuZnO/MgO-Al2O3 catalysts for dehydroxylation of glycerol to propylene glycol. The co-precipitation method was used to prepare the MgO(x)-Al2O3(y) mixed oxide supports by varying the ratios of x:y from 5:95, 10:90, 15:85, 20:80, and 30:70. Cu and ZnO were loaded on mixed oxide supports by incipient wetness impregnation method. The catalytic activity of catalysts was tested in a packed-bed reactor at 250 °C and 500 psig under hydrogen pressure. The CuZnO/MgO exhibited the highest stability, while CuZnO/Al2O3 gave the highest catalytic activity. However, the glycerol conversion over CuZnO/Al2O3 was continuously dropped with longer reaction time. Interestingly, CuZnO /MgO (15)-Al2O3 (85) provided both high catalytic activity and stability. The TPR profiles showed that the strong metal support interaction of catalysts increased with amount of loaded MgO, resulting in well dispersed CuO grains. Compared to CuZnO /Al2O3, CuZnO /Mg0 (15)-Al2O3 (85) showed higher catalytic activity and stability when yellow grade glycerol was used as feed. In addition, the reaction stability of CuZnO/MgO (15)-Al2O3 (85) was not affected by the mixed NaOH in feedstock.

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

งานวิจัยนี้มุ่งเน้นการปรับปรุงประสิทธิภาพและเสถียรภาพของตัวเร่งปฏิกิริยาทองแดง และสังกะสีออกไซด์บนแมกนีเซียมออกไซด์และอะลูมิเนียมออกไซด์สำหรับการผลิตโพรพิลินไกลคอลจากกลีเซอรอล ตัวรองรับแมกนีเซียมออกไซด์และอะลูมิเนียมออกไซด์ถูกเตรียมโดยวิธีการตกตะกอนร่วม (COP) องศ์ประกอบของแมกนีเซียมออกไซด์และอะลูมิเนียมออกไซด์ในตัวรองรับผสมมีสัดส่วนแตกต่างกันดังนี้คือ 5:95, 10:90, 15:85, 20:80, และ 30:70 ทองแดงและสังกะสีออกไซด์ถูกบรรจุลงบนตัวรองรับผสมโดยวิธีเอิบชุ่ม (IWI) ตัวเร่งปฏิกิริยาที่เตรียมขึ้นถูกนำไปทดสอบประสิทธิภาพของการทำปฏิกิริยาในเครื่องปฏิกรณ์แบบต่อเนื่องชนิดเบดนิ่งที่อุณหภูมิ 250 องศาเซลเซียส ภายใต้ความดันของไฮโดรเจนที่ 500 ปอนด์ต่อตารางนิ้วเกจ ผลการทดลองแสดงใน้เห็นว่าตัวเร่งปฏิกิริยาทองแดงและสังกะสีออกไซด์บนแมกนีเซียมออกไซด์มีความเสถียรสูงสุด ในขณะที่ตัวเร่งปฏิกิริยาทองแดงและสังกะสีออกไซด์บนอะลูมิเนียมออกไซด์ให้สัดส่วนการทำปฏิกิริยาของกลีเซอรอลสูงสุดแต่สัดส่วนนี้จะลดลงต่อเนื่องเมื่อระยะเวลาในการทำปฏิกิริยาเพิ่มขึ้น เป็นที่น่าสังเกตว่าตัวเร่งปฏิกิริยาทองแดงและสังกะสีออกไซด์บนแมกนีเซียม ออกไซด์และอะลูมิเนียมออกไซด์ (สัดส่วนของแมกนีเซียมออกไซด์และอะลูมิเนียมออกไซด์ในตัวรองรับผสมเท่ากับ 15:85) ให้สัดส่วนการทำปฏิกิริยาของกลีเซอรอลสูงและเสถียรภาพของตัวเร่งปฏิกิริยาสูง ผลจากการทดสอบด้วยเครื่อง TPR พบว่าอันตรกิริยาระหว่างโลหะและตัวรองรับผสมจะมีความรุนแรงมากขึ้นสอดคล้องกับปริมาณแมกนีเซียมออกไซด์ที่ถูกบรรจุลงในตัว รองรับผสม ส่งผลให้อนุภาคของทองแดงกระจายตัวดี ทั้งนี้พบว่าในกรณีที่ใช้กลีเซอรอลชนิด yellow grade เป็นสารตั้งต้น ตัวเร่งปฏิกิริยาทองแดงและสังกะสีออกไซด์บนตัวรองรับผสม ซึ่งมีสัดส่วนของแมกนีเซียมออกไซด์และอะลูมิเนียมออกไซด์เท่ากับ 15:85 สามารถให้สัดส่วนการทำปฏิกิริยาของกลีเชอรอลและเสถียรภาพของตัวเร่งปฏิกิริยาสูงกว่าตัวเร่งปฏิกิริยาทองแดงและสังกะสีออกไซด์บนอะลูมิเนียมออกไซด์ นอกจากนี้ยังพบว่าสารตั้งต้นที่ผสมโลหะหมู่หนึ่งไม่ส่งผลกระทบต่อเสถียรภาพของตัวเร่งปฏิกิริยาข้างต้นนี้อีกด้วย

Link to Full Text

Share

COinS