Optimization of the catalyst HZSM-5 and NaZSM-5 with adding metals as silver (Ag), iron (Fe), zinc (Zn) and molybdenum (Mo).

Abstract

This research were studied to improve an efficiency of ethylene production from ethanol of HZSM-5 and NaZSM-5 by adding silver, zinc, iron and molybdenum. The experiment on temperature affects to dehydration of ethanol process as 100, 150, 200 and 250ºC dehydration of ethanol process. The results were showed that temperature affects using HZSM-5 and NaZSM-5 for dehydration of ethanol process was 200ºC and gas transformation efficiency as 94.5 and 52.4%, respectively and ratio of ethylene per product gas as 95.9 and 95.1%, respectively. Another gas products were Phthalic acid, palmitic acid and stearic acid which are long molecule. When adding the metals into the HZSM-5 and NaZSM-5, affects to dehydration of ethanol process temperature reduced to 100ºC. Zn/NaZSM-5, Fe/NaZSM-5, ZN/HZSM-5, Ag/NaZSM-5, Fe/HZSM-5, Ag/HZSM-5, Mo/HZSM-5 and Mo/NaZSM-5 can transformation to gas as 56.8, 56, 41.6, 36.4, 32.5, 24.8, 23.9 and 23.4%, respectively. While ethylene per product gas were 100, 100, 100, 100, 99.99, 93.9, 94 and 94.4%, respectively. Another gas products were propanol, methanol and isopropanol that are short molecule. In this experiment when adding the metals into HZSM-5 and NaZSM-5 by zinc and iron can improve the catalyst because the temperature used in the reaction is lower and the ratio of ethylene gas was increase and another products were molecular size.

งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาเกี่ยวกับการเพิ่มประสิทธิภาพในการผลิตเอทิลีนจากเอทานอลของตัวเร่งปฏิกิริยา HZSM-5 และ NaZSM-5 โดยการเติมโลหะเงิน, สังกะสี, เหล็ก และโมลิบดินัม ทำการทดลองอุณหภูมิที่มีผลต่อกระบวนการดีไฮเดรชันของเอทานอลที่ 100, 150, 200 และ 250ºC ผลการศึกษาพบว่าอุณหภูมิที่เหมาะสมในกระบวนการดีไฮเดรชันของตัวเร่งปฏิกิริยา HZSM-5 และ NaZSM-5 อยู่ที่ 200ºC โดยมีอัตราการเกิดแก๊สอยู่ที่ 94.5 และ 52.4% มีสัดส่วนของแก๊สเอทิลีนอยู่ที่ 95.9 และ 95.1% ตามลำดับ และมีสารอื่นๆเกิดขึ้นได้แก่ กรดพธาลิค, กรดปาลมิติก และกรดสเตียริก ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีโมเลกุลขนาดใหญ่และเมื่อทำการเติมโลหะ Ag, Zn, Fe และ Mo ลงในตัวเร่งปฏิกิริยา HZSM-5 และ NaZSM-5 พบว่าอุณหภูมิที่เหมาะสมในกระบวนการดีไฮเดรชันลดลงอยู่ที่ 100ºC ตัวเร่งปฏิกิริยา Zn/NaZSM-5, Fe/NaZSM-5, Zn/HZSM-5, Ag/NaZSM-5, Fe/HZSM-5, Ag/HZSM-5, Mo/HZSM-5 และ Mo/NaZSM-5 มีอัตราการเกิดแก๊สอยู่ที่ 56.8, 56, 41.6, 36.4, 32.5, 24.8, 23.9 และ 23.4% ตามลำดับ มีสัดส่วนของแก๊สเอทิลีนอยู่ที่ 100, 100, 100, 100, 99.99, 93.9, 94 และ 94.4% ตามลำดับและมีสารอื่นๆเกิดขึ้น ได้แก่โพรพานอล, เมทานอลและไอโซโพรพานอลซึ่งเป็นสารที่มีโมเลกุลขนาดเล็กลง จากการทดลองนี้เห็นว่าเมื่อทำการเติมโลหะเงิน, สังกะสี, เหล็ก และโมลิบดินัมลงในตัวเร่งปฏิกิริยา HZSM-5 และ NaZSM-5 พบว่าโลหะสังกะสีและเหล็กสามารถเพิ่มประสิทธิภาพของตัวเร่งปฏิกิริยาได้ดีเนื่องจากอุณหภูมิที่ใช้ในการเกิดปฏิกิริยาต่ำลงและมีสัดส่วนแก๊สเอทิลีนมากขึ้นอีกทั้งสารปนเปื้อนที่เกิดขึ้นมีขนาดโมเลกุลที่ลดลงอีกด้วย