متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته :شیمی

گرایش :شیمی کاربردی

عنوان : بررسی واکنش ترانس استریفیکاسیون روغنهای گیاهی با بهره گرفتن از مایکروویو

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد شهر ری

دانشکده شیمی- گروه تحصیلات تکمیلی

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

گرایش: شیمی کاربردی

عنوان:

بررسی واکنش ترانس استریفیکاسیون روغنهای گیاهی با بهره گرفتن از مایکروویو

استاد راهنما:

دکتر داریوش فرخانی

استاد مشاور:

دکتر فروغ ادهمی

تابستان  1393

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست مطالب

چکیده ……………………………………………………………………………………………………………………………… 1

فصل اول: مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………….. 2

1-1- مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………………… 3

1-2- مقایسه خصوصیات سوخت بیودیزل و دیزل معمولی ……………………………………………………. 5

1-3- هزينه های توليد سوخت …………………………………………………………………………………………… 6

1-4- روش های مصرف بيوديزل به عنوان سوخت ديزل ………………………………………………………. 8

1-5- زمینه پژوهش ………………………………………………………………………………………………………….. 9

1-6- توجیه پژوهش ………………………………………………………………………………………………………. 11

1-7- اهداف پژوهش ……………………………………………………………………………………………………… 12

فصل دوم: پیشینه بیودیزل …………………………………………………………………………………………………. 13

2-1- تاریخچه بیودیزل …………………………………………………………………………………………………… 14

2-2- روش های تولید بیودیزل ………………………………………………………………………………………… 15

2-2-1- پیرولیز ……………………………………………………………………………………………………………… 15

2-2-2- ترانس استریفیکاسیون ………………………………………………………………………………………… 16

2-3- منابع تولید بیودیزل ………………………………………………………………………………………………… 20

2-3-1- روغن ها و چربی ها ………………………………………………………………………………………….. 21

2-3-1-1- مواد اولیه سنتی ……………………………………………………………………………………………… 21

الف- روغن کلزا …………………………………………………………………………………………………………….. 23

ب- روغن دانه آفتابگردان ………………………………………………………………………………………………… 24

ج- دانه سویا ………………………………………………………………………………………………………………….. 24

د- روغن خرما ……………………………………………………………………………………………………………….. 25

2-3-1-2- روغن های خوراکی جایگزین …………………………………………………………………………. 25

2-3-1-3- روغن های غیر خوراکی …………………………………………………………………………………. 27

2-4- تاثیر متغیرهای موثر بر ترانس استریفیکاسیون در بازده بیودیزل …………………………………….. 27

2-4-1- رطوبت و اسید چرب آزاد …………………………………………………………………………………… 28

2-4-2- نوع و غلظت کاتالیست ………………………………………………………………………………………. 29

2-4-3- درصد مولی الکل به روغن و نوع الکل …………………………………………………………………. 30

2-4-4- اثر زمان واکنش و دما …………………………………………………………………………………………. 32

2-5- خصوصیات سوخت و مشخصات بیودیزل ………………………………………………………………… 32

2-5-1- ویسکوزیته ………………………………………………………………………………………………………… 33

2-5-2- نقطه اشتعال ………………………………………………………………………………………………………. 34

2-5-3- نقطه اتصال فیلتر سرما ………………………………………………………………………………………… 35

2-5-4- عدد ستان ………………………………………………………………………………………………………….. 35

2-5-5- مانده کربن ………………………………………………………………………………………………………… 35

2-6- امواج مایکروویو ……………………………………………………………………………………………………. 36

فصل سوم: مروری بر مطالعات پیشین ………………………………………………………………………………… 38

فصل چهارم: بخش تجربی ……………………………………………………………………………………………….. 63

4-1- مواد شیمیایی استفاده شده ……………………………………………………………………………………….. 64

4-2- دستگاه ها و وسایل آزمایشگاهی ……………………………………………………………………………… 64

4-3- عوامل موثر در تهیه بیودیزل …………………………………………………………………………………….. 65

4-4- آزمایش ها و محاسبات …………………………………………………………………………………………… 65

4-5- تولید بیودیزل ………………………………………………………………………………………………………… 67

4-6- خالص سازی بیودیزل …………………………………………………………………………………………….. 69

4-7- دستگاه های استفاده شده برای شناسایی بیودیزل ………………………………………………………… 70

4-7-1- دستگاه FT-IR ………………………………………………………………………………………………… 70

4-7-2- دستگاه GC-MS ……………………………………………………………………………………………… 71

4-7-2-1- دستگاه کروماتوگرافی گازی ……………………………………………………………………………. 71

4-7-2-2- دستگاه طیف سنج جرمی ………………………………………………………………………………… 72

4-7-2-3- کروماتوگرافی گازی – طیف سنجی جرمی ……………………………………………………….. 73

4-7-3- واسطه‌های GC-MS ………………………………………………………………………………………… 74

4-8- محاسبه بازده بیودیزل تولید شده ………………………………………………………………………………. 74

4-8-1- بازده بیودیزل با بهره گرفتن از داده های GC-MS ……………………………………………………… 74

4-8-1- محاسبه مقدار محصول بیودیزل با بهره گرفتن از درصد وزنی ……………………………………….. 79

فصل پنجم: بحث و بررسی طیف ها ………………………………………………………………………………….. 83

5-1- بازده محصولات بیودیزل تهیه شده …………………………………………………………………………… 84

5-2- آنالیز GC-MS …………………………………………………………………………………………………….. 89

5-3- نتایج طیف سنجی جرمی ………………………………………………………………………………………. 103

5-4- آنالیز FT-IR ……………………………………………………………………………………………………… 122

 

نتیجه گیری ………………………………………………………………………………………………………………….. 124

پیوست

مراجع

 

چکیده

روغن های گیاهی و مشتقات آن ها (مخصوصا متیل استرها) معمولا بهترین کاندیدا برای تولید بیودیزل جایگزین سوخت های دیزلی شناخته می شوند. این سوخت ها به عنوان سوخت های آزمایشی خالص برای مراحل اول تجاری سازی به کار می روند. آن ها از لحاظ مزایای فنی قابل رقابت و مقایسه با سوخت های دیزل می باشند.

در این پژوهش استفاده از تابش مایکروویو واکنش ترانس استریفیکاسیون بررسی و بر روی برخی شرایط واکنش مانند نوع کاتالیست، درصد کاتالیست و زمان تابش مایکروویو مطالعه شده است. بهترین نتیجه بازده کمی مربوط به نمونه تهیه شده در زمان تابش 2 دقیقه، با 1% وزنی از کاتالیست متوکسید سدیم و نسبت مولی متانول به روغن 6 به دست آمده است.

فصل اول

مقدمه

بیودیزل به سوخت هایی گفته می شود که از انواع روغن های گیاهی و چربی های حیوانی به روش استری کردن تهیه می شوند. امروزه روغن های گیاهی علاوه بر مصارف غذایی، از دیدگاه های تولید انرژی و تهیه موادخام صنعتی نیز اهمیت بسیاری دارند. فرآیند شیمیایی تهیه این سوخت ها شامل واکنش روغن و الکل در حضور یک کاتالیزور است که منجر به تولید استر اسیدهای چرب  می شود. بنابراین بیودیزل ها استرهای منو آلکیل اسیدهای با زنجیره بلند هستند ]1[.

این نوع سوخت ها از جنبه های تجزیه پذیری، جایگزینی سریع مواداولیه و سازگاری های زیست محیطی از اهمیت بالایی برخوردارند. مزیت اصلی این سوخت ها در مقایسه با سوخت های مرسوم بالابودن عدد ستان (عدد ستان مشخص کننده چگونگی اشتعال آسان و یکنواختی احتراق است.)، قابلیت آن ها در کاهش آلودگی ها به علت عدم وجود سولفور و مقدار کم هیدروکربن های واکنش نداده یا نسوخته است.

وجود منابع متعدد تولید و عدم نیاز به تغییر زیاد در ساختار موتورهایی که از این سوخت ها استفاده می کنند از مزایای دیگر این سوخت ها به شمار می رود. عمده ترین مشکلات در راه تهیه این سوخت ها مسائل اقتصادی و کسب مقبولیت بیشتر در بازار مصرف می باشد که با اعمال     روش های نوین تولید برطرف خواهد گردید. اين سوخت مي تواند در موتورهاي ديزل (اشتعال تراکمي) با اندکي تغيير و يا بدون تغيير و اصلاح در آن مورد استفاده قرار گيرد.

بيوديزل با داشتن خواص مشابه ديزل فسيلی، تقريباً به طور مستقيم می تواند در خودروهای ديزلی استفاده شود. هر چند استفاده مستقيم از روغن هاي گياهي (يا به صورت مخلوط با سوخت ديزل) در موتورهاي با پاشش مستقيم و غير مستقيم با مشکل همراه است ولی با هر نسبت قادر به اختلاط با ديزل فسيلی می باشد. حجم انرژی توليد آن تا اندازه ای پايين بوده (8%) اما دارای چگالی سوخت بالاتری بوده و به علت داشتن عدد ستان بالاتر دارای كيفيت اشتعال بهتری می باشد. راندمان کار بيوديزل شبيه به سوخت ديزل است. شکل (1-1) چرخه تولید بیودیزل را نشان می دهد ]1[.

شکل 1-1. چرخه تولید بیودیزل.

خروجی های بيوديزل از جمله اكسيدهای كربن و هيدروكربن ها در حد پايين بوده، ولی به علت آنكه بيوديزل از زيست توده ها حاصل می شود، سطح CO2 خروجی آن در حد پايين تری قرار دارد. بيوديزل با در نظرگرفتن مسائل ايمنی می تواند مورد استفاده قرار گيرد و به علت قابليت تبديل به شكل های ساده تر، خطرات زيست محيطی زيادی نيز به همراه نخواهد داشت.

بيوديزل می تواند مانند سوخت ديزل نگهداری و ذخيره شود، نيازمند تقريباً 15% وزن بيشتر در مقايسه با سوخت ديزل می باشد، ولی حجم محفظه فقط تا 9% افزايش می يابد. مواد ته نشين كه به وسيله بيوديزل توليد می شود، بايد به تناوب پالايش شده و مخزن نيز در زمان های كوتاه تر تميز و پاكيزه شود و در عين حال ترکیب شیمیایی ساختمان مخزن بايد در مقابل بيوديزل مقاوم باشند. چنانچه بيوديزل، RME (متیل استر کلز[1]ا) باشد نگهداری و حفاظت سطح بيرونی خودرو از صدمات پاشيدگی در طول سوخت گيری می بايد با لايه های RME پوشش داده شود ]1[.

تعداد صفحه : 168

قیمت :14700 تومان

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

:        ****       serderehi@gmail.com

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

***  *** ***

جستجو در سایت : کلمه کلیدی خود را وارد نمایید :