Zeolit Pt/H-β som isomeriseringskatalysator för biodiesel - Chalmers ...

i viss mån kan vara konstruktiv men som ofta medför stora förluster och därför önskas minimeras.
Selektiviteten för isomerisering, samt de reaktioner som är gynnsamma för isomerisering, beror av
flera driftparametrar, varav temperatur och uppehållstid på katalysatormassan är de viktigaste.
För att katalysatorn i en eventuell framtida storskalig användning ska uppträda optimalt ska
optimala driftparametrar identifieras, varför försök utförs med varierande temperatur i reaktorn och
varierande flöde av biodiesel, vilket direkt relaterar till dess uppehållstid på katalysatormassan. För
att studien ska ge resultat som är jämförbara och ger möjlighet till uppskallning av pilotanprocessen
används måttet Liquid Hourly Space Velocity, LHSV, för att mäta flödet i reaktorn. LHSV defineras
enligt
LHSV =
q
V kat
(1)
där q är volymsflödet i m 3 /timma och V kat är volymen m 3 kat
som katalysatorpartiklarna upptar i
reaktorn.
Dessutom är det av intresse att kunna förklara katalysatormassans aktivitet teoretiskt, som främst
beror av katalysatormassans partikel- och porstorlek samt hur dess sura aktiva säten är beskaffade;
täthet, surhet och position av de sura aktiva sätena påverkar katalysatorns aktivitet och selektivitet
[3]. Därför kommer strukturen och de sura sätena att undersökas teoretiskt.
1.4 Avgränsningar
För att utvärdera katalysatormassan görs ett flertal avgränsningar i arbetet. De består främst av
egenskaper hos katalysatorn samt andra parametrar som påverkar omsättningsgraden men som
inte ryms i kandidatarbetet på grund av begränsningar i tid och analysmetoder.
En central avgränsning är att det i projektet ej används industriellt framställd biodiesel, utan
biodieseln efterliknas med fossil diesel med tillsats av cirka 10 viktsprocent hexadekan. Preemraff
i Göteborg framställer biodiesel genom att tillsätta fettsyror från tallolja [1], som bland annat
innehåller 49,3 % oljesyra (C 18 H 34 O 2 ) och 45,1 % linolsyra (C 18 H 32 O 2 ) [6] [7], till den vanliga
dieseln. Därför hade det varit lämpligt att använda en linjär alkan med cirka 18 kolatomer för att
simulera biokomponenterna i biodieseln. På grund av tillgång och pris används istället hexadekan,
vilket är en linjär kedja av 16 kolatomer.
Vid tillverkningen av katalysatormassan skulle även effekten av dess sammansättning kunna utredas
genom att skapa flera katalysatormassor och undersöka dessa. Framförallt halten av platina och
zeolit H-β vore av intresse att optimera, eftersom dessa komponenter medför stora investeringskostnader.
Dessutom vore det av intresse att undersöka valet av bärmaterial och bindemedel. Under
projektets gång undersöks dock endast en katalysatormassa, eftersom det endast finns tillgång till
en pilotanläggning och därmed upptar undersökningen av en katalysatormassa stor del av projekttiden.
Övriga egenskaper hos katalysatormassan som ej utreds är effekten av filmtransport vid katalysatorpartiklarnas
yta samt portransporten inom katalysatorpartiklarna. Dessa transportprocesser
påverkar både omsättningen över katalysatormassan och selektiviteten för olika reaktioner. Effekten
kan utredas genom att variera partikelstorleken och därmed förhållandet mellan partikelytan
och längden av porerna. Som tidigare nämnt medför begränsningar i tid att endast en katalysatormassa
hinner utredas, varför partikelstorleken inte varieras.
Under den teoretiska utredningen av katalysatormassans egenskaper avgränsas dessutom arbetet
till att endast undersöka katalysatorns enskilda beståndsdelar. Därmed anses katalysatormassans
egenskaper kunna beskrivas som en summa av egenskaperna hos dess beståndsdelar. För att kunna
2