การศึกษาการแตกตัวของน้ำมันปาล์มบนตัวเร่งปฏิกิริยาซีโอไลต์ชนิด ZSM-5 สำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์ของเหลวอินทรีย์ด้วยวิธีพื้นที่ผิวตอบสนอง

Study of Palm Oil Catalytic Cracking on ZSM-5 Zeolite for Production of Organic Liquid Product Using Response Surface Methodology

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษากระบวนการสลายตัวด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาของน้ำมันปาล์มบริสุทธิ์ด้วย H+ -Zeolite Socony Mobil-5 (HZSM-5) ในเครื่องปฏิกรณ์แบบเบดนิ่ง ซึ่งจะทำการวิเคราะห์ตัวแปรที่ส่งผลต่อภาวะที่เหมาะสมเพื่อให้ได้ปริมาณผลิตภัณฑ์ของเหลวอินทรีย์มากที่สุด โดยใช้การออกแบบการทดลองด้วยวิธีพื้นที่ผิวตอบสนอง (Response Surface Methodology; RSM) วางแผนการทดลองแบบประสมกลาง (Central Composite Design; CCD) สำหรับตัวแปรอุณหภูมิ ในช่วง 400 – 600 oC และความเร็วปริภูมิในช่วง 23.20 – 68.70 hr-1 การวิเคราะห์ความแปรปรวนจะใช้เพื่อทดสอบทางสถิติ และพัฒนาแบบจำลองการถดถอยพหุนามกำลังสอง ซึ่งผลการวิจัยแสดงให้เห็นว่าอุณหภูมิมีผลต่อปริมาณผลิตภัณฑ์ของเหลว อินทรีย์มากกว่าความเร็วปริภูมิภาวะที่เหมาะสมคือ ที่อุณหภูมิ 480 oC และความเร็วปริภูมิ 27.6hr-1 และที่ภาวะการทดลองนี้จะได้ปริมาณผลิตภัณฑ์ของเหลวอินทรีย์ 51.5% ซึ่งคิดเป็น 91.5% ของปริมาณผลิตภัณฑ์ของเหลวอินทรีย์ที่คาดการณ์ไว้ ผลทางสถิติแสดงให้เห็นว่าตัวแปรทั้งสองมีผลอย่างมีนัยสำคัญต่อสมการที่ได้ และสมการมีความเหมาะสมสำหรับใช้ทำนายผลของตัวแปรต่อปริมาณผลิตภัณฑ์ของเหลวอินทรีย์ ผลการวิจัยชี้ให้เห็นว่าข้อมูลที่ได้จากสมการมีความสอดคล้องกับข้อมูลที่ได้จากการทดลอง ซึ่งองค์ประกอบของผลิตภัณฑ์ของเหลวอินทรีย์ประกอบด้วย โอเลฟินและพาราฟินในสัดส่วน 19.4% และ 15.2% ตามลำดับ   This research aims to study the catalytic cracking process of refined palm oil with H+-Zeolite Socony Mobil-5 (HZSM-5) in fixed bed reactor. The influence of parameters which affect to the optimum condition that obtain the maximum percentage of organic liquid product (OLP) was investigated. The process parameters including temperature (400 – 600oC) and weight hourly space velocity (WHSV) (23.20 – 68.70 hr-1) were optimized by response surface methodology (RSM) with a central composite design (CCD). The analysis of variance (ANOVA) was used to test the statistic and developed to obtain the quadratic polynomial regression model. The results confirmed that the temperature was affecting the %OLP more than WHSV. The optimal conditions were temperature 480oC and WHSV 27.6 hr-1 and the experimental %OLP under condition was 51.5%, which was 91.5% of the predicted %OLP. The statistic results showed that %OLP significantly affected by the both studied factors and was well fitted by obtained equation. The results suggest that the predicted model data was in good with the experiment data. The OLP composition consists of olefin and paraffin fraction of 19.4% and 15.2%, respectively.