초임계 메탄올을 이용한 팜 올레인유의 연속식 바이오디젤 생산에서 에스테르교환 반응의 속도론 연구
Kinetics of palm olein oil for continuous production of biodiesel using supercritical methanol
- 주제(키워드) 바이오디젤 , Kinetics , 초임계
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 유기풍
- 발행년도 2010
- 학위수여년월 2010. 2
- 학위명 석사
- 학과 일반대학원 화공생명공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000045964
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교의 논문은 저작권에 의해 보호받습니다
초록/요약
초임계 메탄올을 이용한 팜올레인유의 비촉매, 연속식 바이오디젤 생산 공정을 이용하여 속도론적 연구와 열역학적 연구를 통해 반응계의 특성을 해석하였다. 메탄올과 오일의 몰분율, 반응 압력, 반응 온도, 체류 시간의 증가는 생산물의 수율을 향상시킨다. 일정 온도 이상에서는 불포화 지방산메틸에스터의 열퇴화 반응이 일어나 전체 수율에 손실과 생산물의 질적 저하를 초래한다. 또한, 높은 온도에서의 반응에 대한 임계 체류시간이 존재하기 때문에, 임계체류시간이 넘어서면 수율이 감소하게 된다. 본 연구에서는 몰분율(메탄올:오일) 40:1, 반응온도(260∼360 ℃), 반응압력(20∼40 Mpa), 체류시간(5∼45 min) 운전조건에서 공정에서의 최적반응 조건은 몰분율(메탄올:오일) 40:1, 반응 온도 350 ℃, 반응 압력 35 MPa 그리고 체류시간 20 min 의 조건에서 약 94.97%의 수율을 실험적으로 확인하였고 FAME(fatty acid methyl ester)의 함유량을 분석하고 전환 속도에 관한 정보를 정량화 하였다. 그 결과 Apparent Energies 는 86.31 kJ/mol(반응압력 35 Mpa) 이었다. Reaction Activation Volume 은 -233.29 cm3/mol 이었으며 PΔV≠ 는 Apparent Energies 의 11.54%의 영향을 수반하였다. 열역학적 연구를 통한 엔트로피 ΔS≠ 와 엔탈피 ΔH≠ 의 값은 각각 약 -170 JK-1mol-1, 71 kJmol-1 이었다. 이 결과 열역학적으로 매우 안정함을 알 수 있다.
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