سینیتیک واکنش ترانس استریفیکاسیون تولید بیودیزل با استفاده از کاتالیست های طبیعی

کلسیم اکسید یکی از کارامدترین کاتالیست های مناسب برای تولید بیودیزل است. در این مطالعه از دو کاتالیست ارزان قیمیت و سازگار با محیط زیست صدف سواحل خلیج فارس و رسوب واحد تولید آب مقطر به عنوان منبع کلسیم کربنات استفاده شده است. دمای بهینه ی کلسیناسیون برای تبدیل کلسیم کربنات در صدف و رسوب واحد تولید آب مقطر، به ترتیب برابر با 1050 و °c900 بدست آمد. آزمایشات بررسی سینتیکی برای صدف در شرایط بهینه ی مطالعه ی قبلی (دمای کلسیناسیون 1050 درجه ی سانتیگراد، نسبت مولی متانول به روغن 24:1 و درصد کاتالیست نسبت به روغن مصرفی برابر 12%) و برای رسوب در شرایط بهینه ی بدست آمده از روش طراحی آزمایشات (نسبت مولی متانول به روغن برابر با 1 : 49/22 و درصد وزنی کاتالیست نسبت به روغن برابر با 08/9%)، انجام شد. آزمایشات تعیین سینتیک برای واکنش ترانس استری شدن با استفاده از هر دو کاتالیست صدف و رسوب در دور همزن 350 دور بر دقیقه انجام شد. در این سرعت همزن در کلیه ی دماها روند تغیرات تبدیل متیل استر در مقابل زمان نشان دهنده ی سینتیک درجه ی اول بود. ابتدا در دماهای مختلف ثابت سرعت یک بار در حضور کاتالیست صدف و بار دیگر با کاتالیست رسوب بدست آمد. سپس انرژی اکتیواسیون برای هر واکنش بدست آمد (برای کاتالیست های صدف و رسوب به ترتیب 67/19 و 878/47 کیلوژول بر مول) نتایج نشان دهنده ی دقت بالای مدل سینتیکی درجه ی اول برای این واکنش بود. همچنین به منظور مقایسه ی سینتیک واکنش ترانس استری شدن با استفاده از کاتالیست های طبیعی با کاتالیست های سنتزی، از کاتالیست cao/?-al2o3 40 wt.% استفاده شد. واکنش ترانس استری شدن در شرایط بهینه ی مطالعه ی قبلی (غلظت اسید نیتریک 05/0 مولار و دمای ژلاسیون 70 درجه ی سانتی گراد برای تهیه ی کاتالیست، و حضور روغن سویا و متانول با نسبت مولی 12:1 و کاتالیست cao/?-al2o3 6 wt.% نسبت به روغن برای واکنش ترانس استری شدن) همانند آزمایش های کاتالیست های طبیعی انجام شد. در اینجا نیز در کلیه ی دماها، روند تغییرات متیل استر در مقابل زمان نشان دهنده ی سینتیک درجه اول بود. مقادیر ثابت سرعت در دماهای مختلف و سپس انرژی فعال سازی واکنش ترانس استری شدن روغن سویا و متانول در حضور کاتالیت cao/?-al2o3 بدست آمد (898/ 44 کیلوژول بر مول). مشاهده شد مقدار انرژی فعال سازی برای واکنش تولید بیودیزل با استفاده از کاتالیست صدف کمتر از دو کاتالیست دیگر می باشد(انرژی فعال سازی برای واکنش تولید بیودیزل با استفاده از کاتالیست های صدف، رسوب واحد تولید آب مقطر و cao/?-al2o به ترتیب عبارتنداز 67/19، 878/47 و 898/44 کیلوژول بر مول) و همچنین تبدیل متیل استر بدست آمده در شرایط بهینه برای سه کاتالیست صدف، رسوب واحد تولید آب مقطر و cao/?-al2o برای اولین بار استفاده به ترتیب برابر با 73/92%، 83/81% و1/79% و پس از 5 بار استفاده به ترتیب برابر با 1/59%، 47/80% و 08/28% بود، که با مقایسه ی مقادیر ذکر شده می توان گفت انرژی فعال سازی واکنش تولید بیودیزل با استفاده از کاتالیست طبیعی صدف، از دو کاتالیست دیگر کمتر است که سرعت بالاتر واکنش را منجر می شود. همچنین از دیدگاه مقایسه ی قابلیت استفاده ی مجدد، کاتالیست طبیعی رسوب واحد تولید آب مقطر از دو کاتالیست دیگر عملکرد بهتری داشته است.