تعيين سينتيك و شبكه واكنش فرايند بهبود كيفيت سوخت هاي زيستي به دست آمده از ليگنين در حضور هيدروژن

Kinetic and Reaction Network Determination of Upgrading Process of Lignin-Derived Bio-Oil in the Presence of Hydrogen

در اين پژوهش، بهبود كيفيت سوخت سيكلوهگزانون به عنوان نماينده اي از سوخت هاي زيستي به دست آمده از ليگنين در فرايند تصفيه هيدروژني در حضور كاتاليست Pt/γ-Al2O3 با استفاده از واكنشگاه پيوسته بستر ثابت در بازه دمايي K 673-573 ، فشار bar 14و سرعت فضايي در بازه ي (گرم كاتاليست×h / گرم سيكلوهگزانون) 120-3 بررسي شد. به منظور تعيين شبكه و سينتيك واكنش ها، ميزان تبديل سيكلوهگزانون و انتخاب پذيري به فراورده ها در شرايط عملياتي گسترده ارزيابي شد. نتيجه ها نشان مي دهد شبكه ي اصلي واكنش تصفيه هيدروژني سيكلوهگزانون از فرايند هاي هيدروژناسيون، دي هيدروژناسيون، هيدرودي اكسيژناسيون، آب زدايي و تراكم تشكيل مي شود. بررسي هاي سينتيكي نشان داد در بين فرايند هاي گوناگون، فرايند تراكم، بالاترين انرژي فعال سازي ظاهري را دارد. بررسي هاي آزمايشگاهي نشان داد انرژي فعال سازي ظاهري مربوط به توليد فنول، به عنوان يكي از فراورده هاي اصلي اين فرايند برابر با kJ/mol 17 مي باشد. همچنين ميزان ثابت سرعت شبه مرتبه اول براي تشكيل فراورده هاي اصلي تبديل سيكلوهگزانون، به صورت فنول> 2-سيكلو هگزيليدن سيكلو هگزان 1-اون> 2-متيل فنون >سيكلوهگزيل بنزن >سيكلوهگزان >بي فنيل >2-سيكلوهگزن 1-اون> 2-سيكلوهگزيل سيكلوهگزان 1-اون> 2- فنيل فنول > سيكلوهگزن>2-سيكلوهگزيل فنول مي باشد.

In this research, upgrading of cyclohexanone as a representative of lignin-derived bio-oil via hydrotreating process catalyzed by Pt/γ-Al2O3 in a fixed-bed tubular reactor is investigated at 573-673 K, 14 bar and space velocity of 3–120 (g of cyclohexanone)/(g of catalyst × h). In order to determine the reaction network and kinetic, the cyclohexanone conversion and products selectivity are evaluated. Data collected at the low conversion of cyclohexanone which quantitatively represents initial product distribution consists of hydrogenation, hydrodeoxygenation, dehydration, and condensation. The highest apparent activation energy is related to the condensation reaction in which the dehydration reaction resulting in phenol formation is assumed to be 17 kJ/mol. Rate constants of formation for the main products decrease as follows: phenol > 2-cyclohexylidenecyclohexan-1-one > 2-methylphenol > cyclohexylbenzene > cyclohexane > biphenyl > 2-cyclohexen-1-one > 2-cyclohexylcyclohexan-1-one > 2-phenylphenol > cyclohexene > 2-cyclohexylphenol.