بخشی از مقاله
چکیده: نیاز روز افزون به ا نرژی با توجه به افزایش جمعیت و افزایش میزان ا نتشار دی اکسید کربن نیاز به یافتن منابع ا نرژی جایگزین و ارزان را هدفمند کرده است. کاهش میزان استفاده از سوخت های فسیلی یکی از مهمترین قدم ها در کمک به کنترل دمای زمین است. بیودیزل از نسبت انرژی خروجی بالایی برخوردار است که توجیه تولید این سوخت را نیز فراهم می کند. روغن های کلزا و آفتابگردان سهم عمده ای از خوراک بیودیزل را دارا می باشند. در این پروژه روغن کانولا در حضور کاتالیست قلیایی منیزیم متوکسید و الکل متانول واکنش ترانس استریفیکاسیون انجام داده و تولید بیودیزل می کند. بهینه بازده بیودیزل سنتز شده در روش ترانس استری % 97 بوده و آنالیز GC-MS نشان از کامل شدن واکنش داده است . براساس آنالیزهای انجام شده بیودیزل تهیه شده در محدوده استاندارد سوخت ASTM قرار دارد.
مقدمه
انرژی های تجدید پذیر ، شامل منابعی از انرژی های پاک بدست آمده از فرایندهای طبیعی و استفاده بهینه از آن ها می باشد که حداقل اثرات زیست محیطی و هدررفت ثانویه را ایجاد می کنند. .[2] بیودیزل از نسبت انرژی خروجی بالایی نیز برخوردار است که توجیه تولید این سوخت را نیز فراهم می کند .[3] اتیل یا متیل استرهای تولیدی ساختاری شبیه به سوخت نفتی دارند که می توانند به طور مستقیم در موتورهای دیزلی امروزی بکار روند 4]،.[5 بیودیزل در گرمایش زمین نقشی ندارد چون دی اکسید کربن حاصل از آن در چرخه بسته زندگی در حال گردش است.
بنابراین می تواند به عنوان پایه سوخت های ترکیبی مورد استفاده قرار می گیرد 1]،.[6 نوع کاتالیست استفاده شده برای واکنش تبادل استری برای تبدیل تری گلیسیرید به بیودیزل حائز اهمیت است. برای واکنش تبادل استری ، همیشه کاتالیست های بازی نسبت به کاتالیست های اسیدی ارجحیت دارند که این امر بخاطر فعالیت بالای آنها می باشد.[2] خوراک در حضور الکل و کاتالیزگر قلیایی به بیودیزل تبدیل می شود. واکنش ترانس استریفیکاسیون شامل سه واکنش پی در پی - تشکیل دی گلیسرید، تشکیل منوگلیسرید و تشکیل گلیسرول و استر نهایی یا بیودیزل - می باشد - .[6]
در پژوهش حاضر از روغن خوراکی کانولا و کاتالیست هتروژن بازی متوکسید منیزیم به نسبت 0/6% وزنی کاتالیست به روغن و از الکل متانول به روغن با نسبت 1:4 برای تولید بیودیزل با بازده مطلوب به روش ترانس استریفیکاسیون انجام شده است و از نمونه طیف GC-MS گرفته شد. بالاترین بازده بیودیزل در دمای 85 درجه سانتی گراد و زمان 75 دقیقه و مقدار الکل برابر با % 97 بدست آمد.
تهیه کاتالیست منیزیم متوکسید
5 گرم فلز منیزیم را با 150 سی سی متانول درون یک بالن دو دهانه 250 سی سی ته گرد همراه یک مگنت در حضور گاز نیتروژن در شرایط رفلاکس قرار داده شد . ابتدا واکنش با حل شدن مقدار خیلی کم از فلز منیزیم انجام شد و بعد از آن پیشرفتی در واکنش نمایان نشد و منیزیم در متانول به صورت نا محلول باقی ماند . برای حل شدن منیریم مقدار کمی ید به عنوان کاتالیزور به آن اضافه گردید بلافاصله منیزیم با ید ترکیب شد و سپس ید از واکنش خارج شد و متانول با منیزیم در دمای 80 درجه سانتی گراد و دور همزن 400 دور در دقیقه به وسیله هیتر استایرر واکنش داد و منیزیم متوکسید تشکیل شد .
سپس محلول حاصل بعد از زمان 5 ساعت از رفلاکس خاج شد و به وسیله سانترفیوژ دو فاز واکنش از هم جدا شدند . محلول سفید رنگ در آون قرار داده شد تا کاملا خشک شود و به صورت پودر سفید رنگ درآمد . وزن کاتالیست تشکیل شده 10/572گرم به دست آمد . از کاتالیست آنالیز XRD گرفته شد. - شکل - 2 نمودار XRD کاتالیست سدیم متوکسید را نشان می دهد. با استفاده از فرمول شرر 1 متوسط اندازه ذرات بدست آمده است. - جدول - 1 اندازه ذرات سدیم متوکسید آمده است.
