Name: Laboratoryjna produkcja biopaliw i biochemikaliów z oleju rzepakowego poprzez konwersję w procesie krakingu katalitycznego (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-09-02T15:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 33 s
Description: Poznaj metodę laboratoryjnej produkcji biopaliw i biochemikaliów z oleju rzepakowego poprzez kraking katalityczny. Technika umożliwia pełną kontrolę parametrów testowych i wspiera rozwój katalizatorów.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

Autorzy pragną podziękować laboratorium analitycznemu Centrum Technologicznego CanmetENERGY za wsparcie techniczne, oraz Suncor Energy Inc. za dostarczenie syntetycznej ropy naftowej. Częściowe finansowanie tego badania zostało zapewnione przez Natural Resources Canada i międzyresortowy program badań i rozwoju energetycznego rządu Kanady (PERD) o numerze identyfikacyjnym projektu A22.015. Yi Zhang pragnie podziękować swojej stypendii Kanadyjskiej Radzie ds. Nauk Przyrodniczych i Inżynierii (NSERC) w okresie od stycznia 2015 r. do stycznia 2016 r.

<ol><li>Bringezu, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Towards+Sustainable+Production+and+Use+of+Resources+-+Assessing+Biofuels%5BTitle%5D)+AND+%22United+Nations+Environment+Programme%22%5BJournal%5D)">Towards Sustainable Production and Use of Resources - Assessing Biofuels.</a> United Nations Environment Programme. , (2009).</li>
<li>Sheehan, J., Camobresco, V., Duffield, J., Graboski, M., Shapouri, H. Life cycle inventory for biodiesel and petroleum diesel for use in an urban bus. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSheehan%2C+J+%22National+Renewable+Energy+Laboratory+Report%22">National Renewable Energy Laboratory Report</a>. , (1998).</li>
<li><a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Renewable+Fuels+Regulations%5BTitle%5D)+AND+%22Canada+Gazette+Part+II%22%5BJournal%5D)">Renewable Fuels Regulations.</a> Canada Gazette Part II. 144 (18), 1614-1740 (2010).</li>
<li><a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Directive+2009%2F28%2FEC+of+the+European+Parliament+and+of+the+Council+of+23+April+2009+on+the+promotion+of+the+use+of+energy+from+renewable+sources+and+amending+and+subsequently+repealing+Directives+2001%2F77%2FEC+and+2003%2F30%2FEC+%28Text+with+EEA+relevance%29%5BTitle%5D)+AND+%22Official+Journal+of+the+European+Union%22%5BJournal%5D)">Directive 2009/28/EC of the European Parliament and of the Council of 23 April 2009 on the promotion of the use of energy from renewable sources and amending and subsequently repealing Directives 2001/77/EC and 2003/30/EC (Text with EEA relevance).</a> Official Journal of the European Union. 140, 16-62 (2009).</li>
<li>Al-Sabawi, M., Chen, J., Ng, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fluid+catalytic+cracking+of+biomass-derived+oils+and+their+blends+with+petroleum+feedstocks%3A+A+Review%5BTitle%5D)+AND+%22Energy+Fuels%22%5BJournal%5D)">Fluid catalytic cracking of biomass-derived oils and their blends with petroleum feedstocks: A Review.</a> Energy Fuels. 26 (9), 5355-5372 (2012).</li>
<li>Dupain, X., Costa, D. J., Schaverien, C. J., Makkee, M., Moulijn, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cracking+of+a+rapeseed+vegetable+oil+under+realistic+FCC+conditions%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Catal.+B%3A+Environ%22%5BJournal%5D)">Cracking of a rapeseed vegetable oil under realistic FCC conditions.</a> Appl. Catal. B: Environ. 72 (1-2), 44-61 (2007).</li>
<li>Tian, H., Li, C., Yang, C., Shan, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Alternative+processing+technology+for+converting+vegetable+oils+and+animal+fats+to+clean+fuels+and+light+olefins%5BTitle%5D)+AND+%22Chin+J+Chem+Eng%22%5BJournal%5D)">Alternative processing technology for converting vegetable oils and animal fats to clean fuels and light olefins.</a> Chin J Chem Eng. 16 (3), 394-400 (2008).</li>
<li>Melero, J. A., Clavero, M. M., Calleja, G., Garcia, A., Miravalles, R., Galindo, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Production+of+bio-fuels+via+the+catalytic+cracking+of+mixtures+of+crude+vegetable+oils+and+nonedible+animal+fats+with+vacuum+gas+oil%5BTitle%5D)+AND+%22Energy+Fuels%22%5BJournal%5D)">Production of bio-fuels via the catalytic cracking of mixtures of crude vegetable oils and nonedible animal fats with vacuum gas oil.</a> Energy Fuels. 24 (1), 707-717 (2010).</li>
<li>Bielansky, P., Reichhold, A., Schönberger, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Catalytic+cracking+of+rapeseed+oil+to+high+octane+gasoline+and+olefins%5BTitle%5D)+AND+%22Chem+Eng+Process%22%5BJournal%5D)">Catalytic cracking of rapeseed oil to high octane gasoline and olefins.</a> Chem Eng Process. 49 (8), 873-880 (2010).</li>
<li>Ng, S. H., Shi, Y., Ding, L., Chen, S. Catalytic cracking of a rapeseed oil for production of transportation fuels and chemicals: Yield structure. 2010 AIChE Annual Meeting. Salt Lake City, UT, USA, , (2010).</li>
<li>Bielansky, P., Weinert, A., Schönberger, C., Reichhold, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Catalytic+conversion+of+vegetable+oils+in+a+continuous+FCC+pilot+plant%5BTitle%5D)+AND+%22Fuel+Process+Technol%22%5BJournal%5D)">Catalytic conversion of vegetable oils in a continuous FCC pilot plant.</a> Fuel Process Technol. 92 (12), 2305-2311 (2011).</li>
<li>Ng, S. H., Lay, C., Bhatt, S., Freel, B., Graham, R. Upgrading of biomass-derived liquid to clean fuels. 2012 AIChE Annual Meeting. Pittsburgh, PA, USA, , (2012).</li>
<li>Ordorica-Garcia, G., Croiset, E., Douglas, P., Elkamel, A., Gupta, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modeling+the+energy+demands+and+greenhouse+gas+emissions+of+the+Canadian+oil+sands+industry%5BTitle%5D)+AND+%22Energy+Fuels%22%5BJournal%5D)">Modeling the energy demands and greenhouse gas emissions of the Canadian oil sands industry.</a> Energy Fuels. 21 (4), 2098-2111 (2007).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Canada%27s+Emission+Trends%22">Canada's Emission Trends</a>. , Government of Canada, Environment Canada. (2013).</li>
<li>Versatile fluidized bed reactor. US Patent. , 6069012 The fluidized bed reactor described herein and the trade mark "ACE" are covered by this patent (2000).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22ACE+Operating+Manual%3A+PID+Drawing+No.+R%2B+101+and+102%22">ACE Operating Manual: PID Drawing No. R+ 101 and 102</a>. , Kayser Technology. (2007).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22System+Manual%3A+ACE+-+Model+R%2B%22">System Manual: ACE - Model R+</a>. , Kayser Technology. (2007).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22ASTM+D2887-15+Standard+test+method+for+boiling+range+distribution+of+petroleum+fractions+by+gas+chromatography%22">ASTM D2887-15 Standard test method for boiling range distribution of petroleum fractions by gas chromatography</a>. , ASTM International. West Conshohocken, PA. (2015).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22AASTM+D4377-00+Standard+test+method+for+water+in+crude+oils+by+potentiometric+Karl+Fischer+titration%22">AASTM D4377-00 Standard test method for water in crude oils by potentiometric Karl Fischer titration</a>. , ASTM International. West Conshohocken, PA. (2015).</li>
<li>Ng, S. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((FCC+coprocessing+oil+sands+heavy+gas+oil+and+canola+oil.+1.+Yield+structure%5BTitle%5D)+AND+%22Fuel%22%5BJournal%5D)">FCC coprocessing oil sands heavy gas oil and canola oil. 1. Yield structure.</a> Fuel. 156, 163-176 (2015).</li>
<li>Cox, J. D., Wagman, D. D., Medvedev, V. A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aCox%2C+JD+%22CODATA+Key+values+for+thermodynamics%22">CODATA Key values for thermodynamics</a>. , Hemisphere Publishing Corp. New York. (1984).</li>
<li>Ng, S. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((FCC+study+of+Canadian+oil-sands+derived+vacuum+gas+oils.+1.+Feed+and+catalyst+effects+on+yield+structure%5BTitle%5D)+AND+%22Energy+Fuels%22%5BJournal%5D)">FCC study of Canadian oil-sands derived vacuum gas oils. 1. Feed and catalyst effects on yield structure.</a> Energy Fuels. 16 (5), 1196-1208 (2002).</li>
<li>Ng, S. H., Dabros, T., Humphries, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fluid+catalytic+cracking+quality+improvement+of+bitumen+after+paraffinic+froth+treatment%5BTitle%5D)+AND+%22Energy+Fuels%22%5BJournal%5D)">Fluid catalytic cracking quality improvement of bitumen after paraffinic froth treatment.</a> Energy Fuels. 21 (3), 1432-1441 (2007).</li>
<li>Scherzer, J. Chapter 5, Correlation between catalyst formulation and catalytic properties. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aScherzer%2C+J+%22Fluid+Catalytic+Cracking%3A+Science+and+Technology%22">Fluid Catalytic Cracking: Science and Technology</a>. Magee, J. S., Mitchell, M. M. Jr , Studies in Surface Science; 76. Elsevier Science Publishers BV. 145-182 (1993).</li>
<li>Fisher, I. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+feedstock+variability+on+catalytic+cracking+yields%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Catal%22%5BJournal%5D)">Effect of feedstock variability on catalytic cracking yields.</a> Appl. Catal. 65 (2), 189-210 (1990).</li>
<li>Ng, S. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Study+of+Canadian+FCC+feeds+from+various+origins+and+treatments.+1.+Ranking+of+feedstocks+based+on+feed+quality+and+product+distribution%5BTitle%5D)+AND+%22Energy+Fuels%22%5BJournal%5D)">Study of Canadian FCC feeds from various origins and treatments. 1. Ranking of feedstocks based on feed quality and product distribution.</a> Energy Fuels. 18 (1), 160-171 (2004).</li>
<li>Ng, S. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Study+of+Canadian+FCC+feeds+from+various+origins+and+treatments.+2.+Some+specific+cracking+characteristics+and+comparisons+of+product+yields+and+qualities+between+a+riser+reactor+and+a+MAT+unit%5BTitle%5D)+AND+%22Energy+Fuels%22%5BJournal%5D)">Study of Canadian FCC feeds from various origins and treatments. 2. Some specific cracking characteristics and comparisons of product yields and qualities between a riser reactor and a MAT unit.</a> Energy Fuels. 18 (1), 172-187 (2004).</li>
<li>Ng, S. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Key+observations+from+a+comprehensive+FCC+study+on+Canadian+heavy+gas+oils+from+various+origins.+1.+Yield+profiles+in+batch+reactors%5BTitle%5D)+AND+%22Fuel+Process+Technol%22%5BJournal%5D)">Key observations from a comprehensive FCC study on Canadian heavy gas oils from various origins. 1. Yield profiles in batch reactors.</a> Fuel Process Technol. 87 (6), 475-485 (2006).</li>
<li>Scherzer, J. Octane-enhancing zeolitic FCC catalysts: Scientific and technical aspects. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aScherzer%2C+J+%22Catalysis+Reviews%3A+Science+and+Engineering%22">Catalysis Reviews: Science and Engineering</a>. 31 (3), 215-354 (1989).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22ASTM+D7964%2FD7964M-14+Standard+test+method+for+determining+activity+of+fluid+catalytic+cracking+%28FCC%29+catalysts+in+a+fluidized+bed%22">ASTM D7964/D7964M-14 Standard test method for determining activity of fluid catalytic cracking (FCC) catalysts in a fluidized bed</a>. , ASTM International. West Conshohocken, PA. (2014).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22ASTM+D5154-10+Standard+test+method+for+determining+activity+and+selectivity+of+fluid+catalytic+cracking+%28FCC%29+catalysts+by+Microactivity+test%22">ASTM D5154-10 Standard test method for determining activity and selectivity of fluid catalytic cracking (FCC) catalysts by Microactivity test</a>. , ASTM International. West Conshohocken, PA. (2010).</li>
<li>Moorehead, E. L., McLean, J. B., Cronkright, W. A. Chapter 7, Microactivity evaluation of FCC catalysts in the laboratory: Principles, approaches and applications. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMoorehead%2C+EL+%22Fluid+Catalytic+Cracking%3A+Science+and+Technology%22">Fluid Catalytic Cracking: Science and Technology</a>. Magee, J. S., Mitchell, M. M. Jr , Studies in Surface Science; 76. Elsevier Science Publishers BV. 223-255 (1993).</li>
<li>Rawlence, D. J., Gosling, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((FCC+catalyst+performance+evaluation%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Catal%22%5BJournal%5D)">FCC catalyst performance evaluation.</a> Appl. Catal. 43 (2), 213-237 (1988).</li>
</ol>

Autorzy oświadczają, że nie mają konkurencyjnych interesów finansowych.

Opisany tutaj protokół wykorzystuje cykliczną pracę pojedynczego reaktora zawierającego partię fluidyzowanych cząstek katalizatora do symulacji krakingu oleju zasilającego i regeneracji katalizatora. Olej do krakingu jest wstępnie podgrzewany i podawany od góry przez rurkę wtryskiwacza z końcówką blisko dna łoża fluidalnego. Para powstająca po krakingu katalitycznym jest zagęszczana i gromadzona w odbiorniku, a zebrany produkt ciekły jest następnie analizowany pod kątem symulowanej destylacji w celu określenia wydajności...

Zarówno w sektorze prywatnym, jak i publicznym istnieje duże globalne zainteresowanie znalezieniem wydajnych i ekonomicznych sposobów produkcji paliw transportowych z surowców pochodzenia biomasowego. Zainteresowanie to wynika z ogólnych obaw dotyczących znaczącego wpływu spalania kopalnych paliw naftowych na emisję gazów cieplarnianych (GHG) oraz powiązanego z tym udziału w globalnym ociepleniu. Ponadto w Ameryce Północnej i Europie istnieje silna wola polityczna, aby zastąpić importowaną ropę naftową odnawialnymi krajowymi paliwami ciekłymi. W 2008 roku biopaliwa stanowiły 1,8% światowych paliw transportowych1. W wielu krajach rozwiniętych wymagane jest, aby w najbliższej przyszłości biopaliwa zastąpiły od 6% do 10% paliw naftowych2. W Kanadzie przepisy wymagają, aby od 15 grudnia 2010 r. średnia zawartość paliw odnawialnych w benzynie wynosiła 5%3. Dyrektywa w sprawie odnawialnych źródeł energii (RED) w Europie nakazała również osiągnięcie celu 10% energii odnawialnej w sektorze transportowym Unii Europejskiej do 2020 roku4.
Wyzwaniem stało się opracowanie i zademonstrowanie rentownej ekonomicznie ścieżki produkcji zamiennych paliw transportowych z biomasy. Źródła biologiczne obejmują biomasę opartą na triglicerydach, taką jak oleje roślinne i tłuszcze zwierzęce, a także zużyty olej spożywczy oraz biomasę celulozową, np. zrębki drewniane, odpady leśne i pozostałości rolnicze. W ciągu ostatnich dwóch dekad badania koncentrowały się na ocenie przetwarzania olejów pochodzących z biomasy z wykorzystaniem konwencjonalnego katalitycznego krakingu w złożu fluidalnym (FCC)5-12, technologii odpowiedzialnej za produkcję większości benzyny w rafinerii ropy naftowej. Naszym nowatorskim podejściem w niniejszym badaniu jest współprzetwarzanie oleju rzepakowego zmieszanego z surowcem pochodzącym z bitumów z piasków olejowych. Zazwyczaj bitumy muszą zostać poddane uszlachetnieniu przed rafinacją, w wyniku czego powstają surowce rafineryjne, takie jak syntetyczna ropa naftowa (SCO) — ta droga przetwarzania jest szczególnie energochłonna, odpowiadając za 68-78% emisji GHG podczas produkcji SCO13 i stanowiąc w 2011 roku 2,6% całkowitych emisji GHG w Kanadzie14. Zastąpienie części uszlachetnionego HGO biosurowcem zredukowałoby emisje GHG, ponieważ produkcja biopaliw wiąże się z znacznie mniejszym śladem węglowym. W niniejszej pracy wybrano olej rzepakowy, ponieważ jest on powszechny w Kanadzie i USA. Surowiec ten posiada gęstość i lepkość zbliżoną do tych występujących w HGO, podczas gdy zawartość siarki, azotu i metali, które mogłyby wpłynąć na wydajność FCC lub jakość produktu, jest pomijalna. Co więcej, ta opcja współprzetwarzania oferuje znaczące zalety technologiczne i ekonomiczne, ponieważ pozwala na wykorzystanie istniejącej infrastruktury rafineryjnej, a zatem wymagałaby niewielkiej ilości dodatkowego sprzętu lub modyfikacji rafinerii. Ponadto może wystąpić potencjalna synergia, która mogłaby doprowadzić do poprawy jakości produktu przy współprzetwarzaniu silnie aromatycznego surowca bitumicznego z jego prostoliniowym odpowiednikiem z biomasy. Jednakże współprzetwarzanie wiąże się z istotnymi wyzwaniami technicznymi. Obejmują one unikalne właściwości fizyczne i chemiczne biosurowców: wysoką zawartość tlenu, skład bogaty w parafiny, kompatybilność z surowcami naftowymi, potencjał do zanieczyszczania aparatury, itp.
Niniejsze badanie przedstawia szczegółowy protokół produkcji biopaliw w skali laboratoryjnej z oleju rzepakowego poprzez kraking katalityczny. W pracy tej wykorzystano w pełni zautomatyzowany system reakcyjny&#160; – określany w tej pracy jako laboratoryjna jednostka testowa (LTU)15. Rysunek 1 przedstawia schematycznie zasadę działania tej jednostki. LTU stała się standardem przemysłowym w badaniach laboratoryjnych nad FCC. Celem niniejszego badania jest sprawdzenie przydatności LTU do krakingu oleju rzepakowego w celu produkcji paliw i chemikaliów, z zamiarem ograniczenia emisji gazów cieplarnianych (GHG).
<img alt="Rycina 1" src="/files/ftp_upload/54390/54390fig1.jpg" /> 
Rycina 1: Ilustracja koncepcyjna reaktora. Ilustracja przedstawiająca linie przepływu katalizatora, wsadu, produktu i rozcieńczalnika. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54390/54390fig1large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.</a>

<table><tbody><tr><td>Jednostka zaawansowanej oceny pęknięć (ACE)</td><td>Kayser Technology Inc.</td><td>ACE R+ 46</td><td>Zmontowany przez Zeton Inc. SN:505-46; składający się z: (1) reaktora; (2) system dodawania katalizatora; 3) system dostarczania paszy; 4) system zbierania cieczy; 5) system odbioru gazu; (6) system analizy gazów; (7) układ regeneracji katalizatora; (8) reaktor katalityczny CO; (9) system analizy</td></tr><tr><td>koksu Reactor (ACE)</td><td>Kayser Technology Inc.</td><td>V-105</td><td>Rura ze stali nierdzewnej o średnicy wewnętrznej 1,6 cm ze stożkowym dnem i z rozcieńczalnikiem (azotem) wypływającym z dna w celu fluidyzacji katalizatora, a także służąca jako gaz do usuwania na końcu przebiegu</td></tr><tr><td>System dodawania katalizatora (ACE)</td> <td>Kayser Technology Inc.</td><td></td><td>Sześć zbiorników (V-120F, z odpowiednimi zaworami) do dodawania katalizatora dla maksymalnie 6 cykli</td></tr><tr><td>System dostarczania paszy (ACE)</td><td>Kayser Technology Inc.</td><td></td><td>Składa się z butelki do karmienia (V-100), strzykawki (FS-115), pompy (P-100) i wtryskiwacza (o wysokości wtryskiwacza 1,125 cala, tj. , odległość od najniższego punktu dna stożkowego reaktora do dolnego końca wtryskiwacza wsadu)</td></tr><tr><td>System zbierania cieczy (ACE)</td><td>Kayser Technology Inc.</td><td></td><td>Sześć zbiorników cieczy (V-110F) zanurzonych we wspólnej kąpieli chłodzącej (mieszanina glikolu etylenowego i wody w stosunku masowym 50:50) w temperaturze około &ndash; 15 &stopni; C w dużym zbiorniku (V-145)</td></tr><tr><td>System zbierania gazu (ACE)</td><td>Kayser Technology Inc.</td><td></td><td>Oparty na zasadzie wypierania wody, składający się z naczynia zbiorczego gazu (V-150) z mieszadłem napędzanym silnikiem (MTR-100) oraz wagi (WT-100) do ważenia wypartej wody zebranej w zlewce (V-160).</td></tr><tr><td>System analizy gazów (ACE)</td><td>Kayser Technology Inc.</td><td></td><td>Kluczowym elementem jest Agilent micro GC (model 3000A) z czterema kolumnami kapilarnymi wyposażonymi w odpowiednie detektory przewodności cieplnej (TCD)&nbsp;</td></tr><tr><td>System regeneracji katalizatora (ACE)</td><td>Kayser Technology Inc.</td><td>V-105</td><td>Zużyty katalizator w reaktorze spalany in situ w powietrzu w temperaturze +700 &deg; C, aby zapewnić całkowite usunięcie węgla osadzonego na katalizatorze</td></tr><tr><td>CO Katalizator katalityczny&nbsp; (ACE) Panie Przewodniczący, Panie i Panowie</td><td>Kayser Technology Inc.</td><td></td><td>Reaktor (V-140) z CuO jako katalizatorem do utleniania CO i węglowodorów w wyczerpanych spalinach do CO2 (do analizy za pomocą analizatora gazu IR) i H2O (do absorpcji przez suszarkę)</td></tr><tr><td>System analizy koksu (ACE)</td><td>Kayser Technology Inc.</td><td></td><td>Analizator podczerwieni Servomex (model 1440C) do pomiaru CO2 w spalinach odprowadzanych</td></tr> R<tr><td>+MM Pakiet oprogramowania</td><td>Kayser Technology Inc.</td><td></td><td>W zestawie iFIX 3.5&nbsp;</td></tr><tr><td>Agilent Micro GC</td><td>Agilent Technologies</td><td>3000A</td><td>Do analizy gazów po krakingu</td></tr><tr><td>Cerity Networked Data System</td><td>Oprogramowanie Agilent Technologies</td><td></td> dla analizatora gazów CO2 <td>Agilent Micro GC</td></tr><tr><td></td><td>Servomex Inc.</td><td>1440C</td><td>SN: 01440C1C02/2900</td></tr><tr><td>Wanna chłodnicza NESLAB</td><td>Themo Electron Corporation</td><td>RTE 740</td><td>SN: 104300061</td></tr><tr><td>Orion&nbsp; Pompa strzykawkowa Sage</td><td>Themo Electron Corporation</td><td>M362</td><td>Do dostarczania oleju zasilającego do rurki wtryskiwacza</td></tr><tr><td>Syntetyczna ropa naftowa (SCO)&nbsp;</td><td>Suncor Energy Inc.</td><td></td><td>Oznaczony jako Suncor OSA 10-4.1</td></tr><tr><td>Catalyst P</td><td>Petro-Canada Refinery</td><td></td><td>Equilibrium</td></tr><tr><td>Catalyst Balance</td><td>Mettler Toledo</td><td>AB304-S</td><td>Do ważenia odbiorników produktów płynnych</td></tr><tr><td>Balance</td><td>Mettler Toledo</td><td>XS8001S</td><td>Do ważenia wody wypieranej przez produkt</td></tr><tr><td>gazowy Glikol etylenowy</td><td>Fisher Scientifc Inc.</td><td>CAS 107-21-1</td><td>Zmieszany z wodą destylowaną jako płyn chłodzący (50 v%)</td></tr> <tr><td>Drierite</td><td>WA Hammond Drierite Co., Ltd.</td><td>24001</td><td>Do absorpcji wody po katalizatorze CO</td></tr><tr><td>Tlenek miedzi</td><td>LECO Corporation</td><td>501-170</td><td>Katalizator do konwersji CO na CO2</td></tr><tr><td>Toluen</td><td>Fisher Scientific Co.&nbsp;</td><td>CAS 108-88-3</td><td>Do czyszczenia odbiorników płynów</td></tr><tr><td>Aceton</td><td>Fisher Scientific Co.&nbsp;</td><td>CAS 67-64-1</td><td>Do czyszczenia odbiorników cieczy</td></tr><tr><td>Micro GC Calibration Gas</td><td>Air Liquid Canada Inc.</td><td>SPG-25MX0015306</td><td>Wieloskładnikowy gaz standardowy</td></tr><tr><td>19,8% CO2 Gaz standardowy</td><td>BOC Canada Ltd.</td><td>24069890</td><td>Do kalibracji analizatora podczerwieni</td></tr><tr><td>Argon Gas</td><td>Linde Canada ltd.</td><td>24001306</td><td>Stopień czystości 5.0</td></tr><tr><td>Hel Gas</td><td>Linde Canada ltd.</td><td>Analizator</td> czystości gazów 24001333 <td>Grade 5.0</td></tr><tr><td>Moduł GC</td><td>Inficon</td><td>GCMOD-15</td><td>Kanał A</td></tr><tr><td>Analizator gazów Moduł GC</td><td>Inficon</td><td>GCMOD-03</td><td>Kanał B</td></tr><tr><td>Analizator gazów Moduł GC</td><td>Inficon</td><td>GCMOD-04</td><td>Kanał C</td></tr><tr><td>Analizator gazów Moduł GC</td><td>Inficon</td><td>GCMOD-73</td><td>Kanał D</td></tr><tr><td>HP 6890 GC</td><td>Hewlett-Packard Co.&nbsp;</td><td>G1530A</td><td>Do symulowanej destylacji</td></tr><tr><td>ASTM 2887 Standardowa próbka</td><td>PAC LP</td><td>26650.150</td><td>Do kontroli jakości w symulowanej destylacji</td></tr><tr><td>ASTM 2887 Próbka standardowa</td><td>PAC LP</td><td>25950.200</td><td>Do kalibracji w symulowanej destylacji</td></tr><tr><td>Kolumna do GC 6890 (symulowana destylacja)</td><td>Agilent Technologies</td><td>CP7562</td><td>10 m x 0,53 mm x 1,2 &micro; m, kolumna HP 6890 GC</td></tr><tr><td>Ciekły azot</td><td>Powietrze Liquid Canada Inc.</td><td>SPG-NIT1AC240LC</td><td>Do stosowania w symulowanej destylacji&nbsp;</td></tr><tr><td>Azot</td><td>Powietrze Ciecz Kanada Inc.</td><td>Bulk (budynek N2)</td><td>Do użytku w trybie ACE</td></tr><tr><td>Programowalny piec Isotemp</td><td>Thermo Fisher Scientifc Inc.</td><td>10-750-126</td><td>Do kalcynacji katalizatora</td></tr><tr><td>GC Fiolki, Crimp Top</td><td>Chromatograghic Specialties Inc</td><td>C223682C</td><td>2 ml, do</td></tr> uszczelek do produktów płynnych<tr><td>, Crimp Top</td><td>Chromatograghic Specialties Inc</td><td>C221150</td><td>11 mm, do użytku z fiolkami GC</td></tr><tr><td>4 uncje przezroczystych okrągłych butelek Boston</td><td>Fisher Scientific Co.&nbsp;</td><td>02-911-784</td><td>Z nakrętkami wyłożonymi stożkiem PE, do stosowania w systemie zasilania</td></tr><tr><td>Sieve</td><td>Endecotts Ltd.</td><td>6140269</td><td>Otwór 38 mikronów</td></tr><tr><td>Sito</td><td>Endecotts Sp. z o.o.</td><td>6146265</td><td>Przysłona 250 &mu; m</td></tr><tr><td>Shaker</td><td>Endecotts Sp. z o.o.</td><td>MIN 2737-11</td><td>Wytrząsarka sitowa Minor-Meinzer 2 do przesiewania katalizatora</td></tr><tr><td>V20 Titrator wolumetryczny KF</td><td>Mettler Toledo</td><td>5131025056</td><td>Do analizy zawartości wody w produkcie płynnym</td></tr><tr><td>Hydranal Composite 5</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>34805-1L-R</td><td>Odczynnik do miareczkowania Karla Fischera</td></tr><tr><td>Metanol (bardzo niska klasa wody)</td><td>Fisher Scientific Co.&nbsp;</td><td>A413-4</td><td>Zmieszany z toluenem (40:60 w/w) do miareczkowania KF: stosowany również do odzyskiwania wody w odbiorniku</td></tr><tr><td>Glass Wool</td><td>Fisher Scientific Co.&nbsp;</td><td>11-388</td><td>Umieszczony w górnej części ramienia wylotu odbiornika&nbsp;</td></tr></tbody></table>

laboratoryjna produkcja biopaliw i biochemikaliów z oleju rzepakowego poprzez konwersję w procesie krakingu katalitycznego

Laboratory Production of Biofuels and Biochemicals from a Rapeseed Oil through Catalytic Cracking Conversion

Praca opiera się na raportowanym badaniu, które bada przetwarzalność oleju rzepakowego (bio-feed) w obecności ciężkiego oleju napędowego (HGO) pochodzącego z bitumu do produkcji paliw transportowych metodą fluidalnego krakingu katalitycznego (FCC). Eksperymenty krakingowe przeprowadza się przy użyciu w pełni zautomatyzowanej jednostki reakcyjnej przy stałej prędkości godzinowej w przestrzeni (WHSV) o stałej wadze 8 godz.-1, 490-530 °C i stosunku katalizator/olej 4-12 g/g. Gdy wsad wchodzi w kontakt z katalizatorem w reaktorze fluidalnym, dochodzi do krakingu, w wyniku którego powstają produkty gazowe, ciekłe i stałe. Wytworzone opary są skraplane i gromadzone w odbiorniku cieczy w temperaturze -15 °C. Nieskraplający się ściek jest najpierw kierowany do zbiornika, a po homogenizacji przesyłany jest do chromatografu gazowego on-line (GC) w celu analizy gazu rafineryjnego. Koks osadzony na katalizatorze jest oznaczany in situ przez spalanie zużytego katalizatora w powietrzu w wysokich temperaturach. Poziomy CO2 są mierzone ilościowo za pomocą ogniwa na podczerwień (IR) i przeliczane na uzysk koksu. Próbki cieczy w odbiornikach są analizowane za pomocą GC do symulowanej destylacji w celu określenia ilości w różnych zakresach wrzenia, tj. IBP-221 °C (benzyna), 221-343 °C (olej o lekkim cyklu) i 343 °C+ (olej o ciężkim cyklu). W wyniku krakingu paszy zawierającej olej rzepakowy powstaje woda, która pojawia się na dnie odbiornika cieczy i na jego wewnętrznej ściance. Odzysk wody na ścianie uzyskuje się poprzez mycie metanolem, a następnie miareczkowanie Karla Fischera do zawartości wody. Podstawowe raportowane wyniki obejmują konwersję (część wsadu przekształconą w gaz i produkt ciekły o temperaturze wrzenia poniżej 221 °C, koks i wodę, jeśli występują) oraz wydajność suchego gazu (H2-C2s, CO i CO2), gaz płynny (C3-C 4), benzyna, olej o cyklu lekkim, olej o cyklu ciężkim, koks i woda, jeśli jest dostępna.

Ustanowiony protokół został z sukcesem zastosowany do mieszaniny olejów o stosunku objętościowym 15:85 (tj. stosunku masowym 14,73:85,27) oleju rzepakowego i HGO20 pochodzącego z SCO. Z powodów praktycznych (koszt, dostępność oleju rzepakowego oraz możliwe trudności w operacjach komercyjnych), badanie skupiono na surowcu zawierającym 15 v% dodatku oleju rzepakowego, choć testowano również surowce o wyższych stężeniach. Mieszaninę poddano krakingowi katalitycznemu w tem...

Ten artykuł przedstawia eksperymentalną metodę produkcji biopaliw i biochemikaliów z oleju rzepakowego zmieszanego z paszą pochodzącą z paliw kopalnych w obecności katalizatora w łagodnych temperaturach. Produkty gazowe, ciekłe i stałe z jednostki reakcyjnej są oznaczane ilościowo i charakteryzowane. Konwersja i zyski z poszczególnych produktów są obliczane i raportowane.

Laboratoryjna produkcja biopaliw i biochemikaliów z oleju rzepakowego poprzez konwersję w procesie krakingu katalitycznego

The work is based on a reported study which investigates the processability of canola oil (bio-feed) in the presence of bitumen-derived heavy gas oil ...

Ogólnym celem tej metody laboratoryjnej jest produkcja biopaliw i biochemikaliów z jednoczesnego przetwarzania oleju rzepakowego z paszami pochodzącymi z paliw kopalnych. Ta metoda może pomóc odpowiedzieć na kluczowe pytania w inżynierii chemicznej, tak naprawdę dotyczące katalitycznego krakingu olejów ciężkich, chemii paliw, katalizy i mechanizmów reakcji. Główną zaletą tej techniki jest to, że metoda jest szybka i opłacalna, umożliwiając pełną kontrolę nad parametrami badania i redukcję błędów ludzkich.Implikacje tej techniki rozciągają się w kierunku rozwoju katalizatorów, ponieważ używany sprzęt jest prosty, niezawodny i wydajny do testowania nowych formuł. Chociaż badanie to koncentruje się na dystrybucji produktu i jakości, główne badanie można również zastosować w innych dziedzinach, takich jak modelowanie predykcyjne i symulacje. Cieszę się, że mogę przedstawić moich kolegów z drużyny.Naukowiec, Nicole Heshka, Yi Zhang i doradca ds. programów badawczo-rozwojowych Edward Little. Zademonstrują procedurę i/lub omówią metodę. Aby rozpocząć tę procedurę, odłącz przewód doprowadzający olej poniżej zaworu upustowego laboratoryjnej jednostki testowej lub LTU i przymocuj krótką rurk

laboratory-production-biofuels-biochemicals-from-rapeseed-oil-through

Research

JoVE Journal

Chemistry

Chemia

Zaprojektowano zrównoważony, samoregulujący się system bakteryjny do remediacji zanieczyszczeń ropą naftową, wykorzystując standardowe, wymienne części DNA (BioBricks). Zmodyfikowany szczep E. coli został wykorzystany do degradacji alkanów poprzez β-oksydację w toksycznych środowiskach wodnych. Odpowiednie enzymy pochodzące od różnych gatunków wykazały aktywność degradującą alkany. Ponadto, poprzez wprowadzenie genów z bakterii tolerujących alkany, osiągnięto zwiększoną tolerancję na n-heksan.

Zestaw narzędzi umożliwiających konwersję węglowodorów w środowiskach wodnych

Dwuwymiarowa metoda chromatografii gazowej z czasem przelotu jest opisana do charakterystyki wodnej frakcji bioropy powstałej w wyniku hydrotermalnego upłynniania glonów. Protokół ten może być również stosowany do analizy frakcji wodnej produktów ciekłych z szybkiej pirolizy, szybkiej pirolizy katalitycznej, katalitycznego odtleniania i hydrorafinacji.

Charakterystyka jakościowa frakcji wodnej z hydrotermalnego skraplania glonów przy użyciu chromatografii gazowej 2D ze spektrometrią mas czasu przelotu

Przedstawiono eksperymentalne metody szybkiej pirolizy biomasy lignocelulozowej do produkcji bio-olejów oraz katalitycznego hydrorafinowania bio-olejów do produkcji węglowodorów z gamy paliwowej. Oceniono również filtrację gorącą parą podczas szybkiej pirolizy w celu usunięcia drobnych cząstek zwęglenia i zanieczyszczeń nieorganicznych z biooleju.

Konwersja biomasy w celu wytworzenia ciekłego paliwa węglowodorowego poprzez szybką pirolizę i katalityczną hydrorafinację filtrowaną gorącą parą

Przedstawiono szczegółowe metody produkcji biodiesla wraz z koizolacją alkenonów jako cennych produktów ubocznych z komercyjnych mikroalg Isochrysis.

Protokół eksperymentalny produkcji biodiesla z izolacją alkenonów jako produktów ubocznych z komercyjnej biomasy glonów Isochrysis

Przedstawiono procedurę termochemicznej konwersji pozostałości biomasy, która ma na celu maksymalizację wydajności produktów płynnych (szybka piroliza). Opiera się na technologii sprawdzonej na skalę przemysłową i szczególnie nadaje się do obróbki biomasy typu słomianego.

Szybka piroliza resztek biomasy w dwuślimakowym reaktorze mieszającym

Ten artykuł opisuje proces montażu i działania laboratoryjnego bioreaktora fotosyntetycznego, który może być użyty, w połączeniu z innymi metodami, do oszacowania odpowiednich parametrów wzrostu kinetycznego. System ten stale monitoruje pH, światło i temperaturę za pomocą czujników, jednostki akwizycji i sterowania danymi oraz oprogramowania do akwizycji danych typu open source.

Budowa i konfiguracja laboratoryjnego bioreaktora fotosyntetycznego glonów z monitorowaniem temperatury, światła i pH do testów wzrostu kinetycznego

Bezpieczna metoda transestryfikacji wspomagana ultradźwiękami dla olejów roślinnych przy użyciu katalizatora alkalicznego jest przedstawiona tutaj. Metoda ta jest szybka i skuteczna w przygotowywaniu czystych produktów biodiesla.

Wspomagane ultradźwiękami przygotowanie produktów biodiesel z olejów roślinnych

Opisano metody cienkowarstwowej chromatografii (TLC) separacji ekstraktów roślinnych i kontaktowej bioautografii w celu identyfikacji metabolitów przeciwbakteryjnych. Metody te stosuje się do badań przesiewowych związków fenolowych koniczyny czerwonej hamujących bakterie wytwarzające hiperamoniak (HAB) pochodzące ze żwacza bydła.

Separacje metodą chromatografii cienkowarstwowej (TLC) i testy biologiczne ekstraktów roślinnych w celu identyfikacji związków przeciwdrobnoustrojowych

Tutaj prezentujemy protokół z procesem zol-żel do syntezy złota interkalowanego w ściankach materiałów mezoporowatych (GMS), który potwierdza, że posiada mezoporowatą matrycę ze złotem interkalowanym w ściankach, co zapewnia dużą stabilność i możliwość recyklingu.

Synteza i wydajność katalityczna złota interkalowanego w ściankach mezoporowatej krzemionki

Opisujemy katalityczną polimeryzację insercyjną kwasu 5-norborneno-2-karboksylowego i 5-winylo-2-norbornenu w celu utworzenia funkcjonalnych polimerów o bardzo wysokiej temperaturze zeszklenia.

Prosty i wydajny protokół katalitycznej polimeryzacji insercyjnej funkcjonalnych norbornenów

Poznaj metodę laboratoryjnej produkcji biopaliw i biochemikaliów z oleju rzepakowego poprzez kraking katalityczny. Technika umożliwia pełną kontrolę parametrów testowych i wspiera rozwój katalizatorów.

Laboratoryjna produkcja biopaliw i biochemikaliów z oleju rzepakowego poprzez konwersję w procesie krakingu katalitycznego

Przeglądaj więcej filmów