گروه:
گروه صنایع شیمیایی آلی و دارویی
مجری(های) طرح (داخل پژوهشکده):
تاریخ شروع:
1395
تاریخ خاتمه:
1399
وضعیت:
خاتمه یافته
محل تامین اعتبار:
سازمان پژوهش های علمی و صنعتی ایران
بیودیزل یا آلکیل استر، حاصل انجام واکنش ترانساستریفیکاسیون بر روی تریگلیسیرید است. بیودیزل دارای خواص فیزیکی و سوختی مشابه پترودیزل است و براحتی میتوان آن را در موتورهای احتراقی به عنوان سوخت جایگزین پترودیزل استفاده کرد. بیودیزل به لحاظ آلایندههای حاصل از احتراق، سوختی پاک، تجدیدپذیر و در دسترس محسوب میشود. روغن دانه گیاه جاتروفا از روغنهای غیرخوراکی است و گزینه بسیار مناسبی برای تهیه بیودیزل بشمار میرود. هدف طرح حاضر سنتز بیودیزل از روغن جاتروفا و بررسی اثر استفاده از کمک حلال در سنتز بیودیزل با کمک امواج فراصوت در حضور کلسیم اکساید به عنوان کاتالیزور هتروژن بود. ابتدا خصوصیات فیزیکی و شیمیایی روغن شامل دانسیته در دمای 25 درجهسانتیگراد(899/0 گرم بر سانتیمتر مکعب)، ویسکوزیته در دمای 40 درجه سانتیگراد(6/38 میلیمتر مربع بر ثانیه)، ضریب شکست در دمای 27 درجه سانتیگراد(466/1)، درصد آب(2)، درصد اسید چرب آزاد (34 درصد)، عدد صابونی(02/197 میلیگرم پتاس بر گرم نمونه) و عدد یدی(گرم ید بر 100 گرم نمونه) اندازهگیری شد. با توجه به بالا بودن درصد اسید چرب روغن، ابتدا واکنش استریفیکاسیون برای تبدیل اسیدهای چرب آزاد موجود در روغن به متیل استر در شرایط بهینه مطابق با مقالات شامل یک درصد وزنی اسید سولفوریک نسبت به روغن، نسبت متانول به روغن 9:1، دمای 65 درجه سانتیگراد و مدت زمان دو ساعت انجام شد و درصد اسید چرب آزاد در روغن از 34 درصد به 5/0 درصد رسید. در سنتز بیودیزل با کمک امواج فراصوت از یک دستگاه UP 200H در توان 200 وات، فرکانس 20 کیلوهرتز، سیکل 7/0 و آمپلیتیود 70 درصد استفاده شد. در این روش اثر دو کمک حلال شامل هگزان و استون بررسی شد و نتایج نشان داد استفاده از استون و یا هگزان به عنوان کمک حلال میتواند در پیشبرد واکنش ترانس استریفیکاسیون روغن جاتروفا موثر باشد. استون بیشتر از هگزان در افزایش راندمان واکنش موثر بود زیرا به دلیل قطبیت متوسط میتواند تا حدی سبب امتزاج پذیری متانول و روغن شود. در مورد هگزان اگرچه حلالی کاملا غیرقطبی است ولی اثر آن به عنوان کمک حلال در افزایش میزان بازدهی سنتز بیودیزل، از طریق کاهش ویسکوزیته روغن و در نتیجه افزایش ضریب نفوذ متانول در آن اتفاق میافتد. در شرایط بهینه بدست آمده شامل 25 درصد حجمی استون به متانول، 12:1 نسبت مولی متانول به روغن، چهار درصد وزنی کاتالیزور کلسیم اکساید نسبت به روغن، دمای 55 درجه سانتیگراد و مدت زمان یک ساعت، بیودیزل با درصد تبدیل 33/90 حاصل شد. همچنین در این طرح یک لیتر بیودیزل از روغن جاتروفا به روش متداول تحت رفلاکس در شرایط بهینه با توجه به مقالات، شامل نسبت مولی متانول به روغن 7:1، 4/1 درصد وزنی کاتالیزور سدیم هیدروکسید نسبت به روغن، دمای 65 درجه سانتیگراد و مدت زمان یک ساعت با درصد تبدیل 31/92 سنتز شد. در این طرح برای آنالیز بیودیزل سنتز شده از روشهای تجزیهای رزونانس مافریقاطیسی هسته پروتون و دانسیتهمتری استفاده شد. همچنین برخی از خصوصیات فیزیکی و شیمیایی بیودیزل مانند دانسیته، ویسکوزیته، درصد آب، درصد اسید چرب آزاد، عدد یدی و ضریب شکست اندازهگیری شد که مطابق با مقالات بود. همچنین بررسی صرفه اقتصادی تولید تجاری بیودیزل از روغن جاتروفا در ایران و جهان نشان داد که میتواند طرح سودآوری باشد.
نوع کارفرما:
سازمان پژوهشهای علمی و صنعتی ایران
درصد مشارکت کارفرما:
100%