Bioparaffinok izomerizációja Kémiai és Vegyipari

31 OTDK, Kémiai és Vegyipari Szekció, Kémiai technológia Tagozat.

Bioparaffinok izomerizációja

Helyezés: 3

Hallgató: Babos Katalin
Szak: Vegyészmérnök MSc, Képzés típusa: msc, Intézmény: Pannon Egyetem, Kar: Mérnöki Kar

Témavazetők: Dr. Hancsók Jenő - egyetemi tanár, Pannon Egyetem Mérnöki Kar ,
Kasza Tamás - technológus, \N \N Magyar Olaj- és Gázipari Nyrt.

A különböző természetes triglicerideket tartalmazó olajok és származékaik motorhajtóanyagként való alkalmazása iránti igény a világon egyre nagyobb. Ennek oka – többek között – a fosszilis energiahordozók korlátozott rendelkezésre állása, a kőolajtól való függőség csökkentése és a környezet megóvása. Ezen trigliceridek (pl. napraforgó-, repceolajok) önmagukban való alkalmazása Diesel-motorokban csak jelentős mértékű átalakítással lehetséges. Ezért szükséges a természetes trigliceridek kémiai átalakítása, hogy megfelelő minőségű motorhajtóanyagokat, illetőleg keverőkomponenseket nyerjünk. Jelenleg főként a különböző növényolajokból átészterezéssel előállított biodízeleket alkalmazzák gázolajok keverőkomponenseként. Ezek azonban számos hátránnyal rendelkeznek (pl. rossz hő-, oxidációs és tárolási stabilitás, nagyobb bekerülési költség). Ezek a hátrányok kiküszöbölhetőek például a növényolajok heterogén katalitikus átalakításával (speciális hidrokrakkolásával), amely során termékként kedvező alkalmazástechnikai tulajdonságokkal rendelkező (kivéve a hidegfolyási tulajdonságokat) ún. biogázolaj keletkezik.
A főként normál-paraffinokból álló biogázolaj cetánszáma ugyan nagy (70-90), de hidegszűrhetőségi határhőmérséklete meglehetősen kedvezőtlen (CFPP > 20°C), ami korlátozza dízelgázolaj-keverőkomponensként való felhasználásukat.
Kísérleti munkám célja katalitikus átalakítással olyan természetes trigliceridből előállított, Diesel-motorok hajtására alkalmas motorhajtóanyag előállítása nagy hozammal (>75%), amely nem csak nagy cetánszámmal, hanem kedvező hidegfolyási tulajdonságokkal (hidegszűrhetőségi határhőmérséklet: -5 és -20°C között) is rendelkezik.
A kísérletek során napraforgóolajból hidrogénező katalizátoron célirányosan megválasztott műveleti paraméterek között előállított alapanyagot használtam (CFPP = +23°C; szénhidrogén összetétel: C_17-: 6,3%, i-C₁₇: 0,3%, n-C₁₇: 46,7%, i-C₁₈: 0,4%, n-C₁₈: 43,3%, C₁₉₊ : 2,0%). A kísérleteket egy 100 cm³ hasznos térfogatú nagynyomású reaktorrendszerben végeztem el, amely minden olyan műveleti és szabályozó egységet tartalmazott, ami a nagyipari hidrogénező üzemben is megtalálható.
A nyert eredmények alapján megállapítottam, hogy a kedvezőnek talált műveleti paraméterkombinációk (340-360°C; P = 40-50 bar; LHSV = 0,75-1,0 h^-1, H₂/alapanyag térfogatarány: 300-400 Nm³/m³) mellett nagy hozammal ( >95% ) 70-85 cetánszámú illetve -15 és -10°C közötti CFPP értékkel rendelkező termékek (biogázolaj) állíthatók elő. Ezek önmagukban vagy keverőkomponensként használhatók fel.