การไพโรไลซิสน้ำมันเครื่องยนต์ใช้แล้วร่วมกับพลาสติกชนิดโพลิเอทิลีน ความหนาแน่นสูงโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา
คำสำคัญ:
ไพโรไลซิส, น้ำมันเครื่องยนต์ใช้แล้ว, พลาสติกชนิดโพลิเอทิลีนความหนาแน่นสูง, ถ่านกัมมันต์, เพอร์ไลต์บทคัดย่อ
งานวิจัยนี้เป็นการศึกษากระบวนการไพโรไลซิสน้ำมันเครื่องยนต์ใช้แล้ว (WEO) ร่วมกับพลาสติกชนิดโพลิเอทิลีนความหนาแน่นสูง (HDPE) โดยใช้ถ่านกัมมันต์และเพอร์ไลต์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาอัตราส่วนระหว่างน้ำมันเครื่องยนต์ใช้แล้วและพลาสติกชนิดโพลิเอทิลีนความหนาแน่นสูง (WEO:HDPE) ในกระบวนการไพโรไลซิสร่วมและปริมาณตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีผลต่อร้อยละผลได้และคุณภาพของผลิตภัณฑ์น้ำมันที่ได้ โดยใช้อัตราส่วน WEO:HDPE ที่ 1:0 1:0.25 และ 1:0.5 โดยน้ำหนัก และปริมาณตัวเร่งปฏิกิริยาแต่ละชนิดเท่ากับ 5 wt% 10 wt% และ 15 wt% จากการศึกษาพบว่า ในการไพโรไลซิสน้ำมันเครื่องยนต์ใช้แล้วโดยไม่เติมพลาสติก HDPE การใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาส่งผลให้ได้ร้อยละผลได้ของน้ำมันไพโรไลซิสสูงขึ้นกว่ากรณีไม่ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาจากร้อยละ 82.37 ในกรณีไม่ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาเป็นร้อยละ 84.36 เมื่อใช้เพอร์ไลต์ และร้อยละ 87.56 เมื่อใช้ถ่านกัมมันต์ในการเร่งปฏิกิริยา กรณีการไพโรไลซิสร่วมระหว่างน้ำมันเครื่องยนต์ใช้แล้วกับพลาสติกชนิด HDPE ทั้งอัตราส่วนของ WEO:HDPE และปริมาณตัวเร่งปฏิกิริยาที่เหมาะสมจะช่วยทำให้ได้น้ำมันไพโรไลซิสสูงขึ้น พบว่า ที่อัตราส่วน WEO:HDPE เท่ากับ 1:0.25 ถ่านกัมมันต์ 10 wt% ให้ร้อยละผลได้ของน้ำมันไพโรไลซิสสูงที่สุด คือ ร้อยละ 79.44 และที่อัตราส่วน 1:0.50 เพอร์ไลต์ 10 wt% ให้ร้อยละผลได้ของน้ำมันไพโรไลซิสสูงที่สุดเท่ากับ 81.20 แต่หากใช้อัตราส่วน WEO:HDPE สูงและใช้ถ่านกัมมันต์มากเกินไปจะทำให้เกิดไขและแก๊สที่ไม่สามารถควบแน่นได้ในปริมาณมากส่งผลให้น้ำมันไพโรไลซิสลดน้อยลง และส่งผลให้สมบัติทางเคมีทั้งความหนืดและความถ่วงจำเพาะเกินค่ามาตรฐานของน้ำมันดีเซลหมุนเร็ว ในขณะที่น้ำมันไพโรไลซิสที่ได้จากการใช้เพอร์ไลต์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยานั้นมีค่าความหนืดและความถ่วงจำเพาะอยู่ในช่วงตามมาตรฐานของน้ำมันดีเซลหมุนเร็ว สำหรับค่าจุดวาบไฟพบว่า ต่ำกว่ามาตรฐานทุกตัวอย่าง ซึ่งจะต้องศึกษาวิธีการปรับปรุงสมบัติของน้ำมันที่ได้ต่อไป ในการวิเคราะห์สมบัติทางเคมีของตัวอย่างน้ำมันไพโรไลซิสที่ได้จากการไพโรไลซิสร่วมที่อัตราส่วน WEO:HDPE เท่ากับ 1:0.25 โดยใช้เพอร์ไลต์ 15 wt% และที่อัตราส่วน WEO:HDPE เท่ากับ 1:0.5 โดยใช้เพอร์ไลต์ 10 wt% พบว่า การใช้อัตราส่วนในการไพโรไลซิสร่วมสูงขึ้นส่งผลให้ได้น้ำมันที่มีองค์ประกอบของเคโรซีนและแก๊สออยล์สูงขึ้นด้วย
References
Acosta, D., Martinez, J., Carrera, C., Erdmann, E., Gonzo, E., & Destefanis, H., (2006). New material as support for nickel boride catalyst. Latin American Applied Research, 36, 317–320. http://www.scielo.org.ar/pdf/laar/v36n4/v36n4a17.pdf
Aydinli, B., & Caglar, A. (2012). The investigation of the effects of two different polymers and three catalysts on pyrolysis of hazelnut shell. Fuel Processing Technology, 93, 1–7. https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2011.07.009
Breyer, S., Mekhitarian, L., Rimez, B., & Haut, B. (2017). Production of an alternative fuel by the co-pyrolysis of landfill recovered plastic wastes and used lubrication oils. Waste Management (New York, N.Y.), 60, 363–374. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2016.12.011
Chompoonuch, N., Nithettham, S., & Asnachinda, E. (2018). Recovery of waste engine oil by pyrolysis distillation process. Proceedings of the Annual Conference on Management and Social Science (pp. 439-449). Osaka: Osaka Gakuin University.
Coker, A. K. (2018). Petroleum refining design and applications handbook (vol. 1). New Jersey: John Wiley & Sons, Inc.
Darmawan, D. A., Wahyudi, A., Mamby, H. E., & Suherman, I. (2021). Characterization of perlite and expanded perlite from West Sumatera, Indonesia. International Seminar on Mineral and Coal Technoloty, IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science, 882, 012010. doi: 10.1088/1755-1315/882/1/012010
Department of Land Transport, Planning division, Transport statistics group. (2022). Number of new register vehicles. Retrieved from https://web.dlt.go.th/statistics/ (in Thai)
Hamawand, I., Yusaf, T., & Rafat, S. (2013). Recycling of waste engine oils using a new washing agent. Energies, 6(2), 1023-1049; https://doi.org/10.3390/en6021023
Herskovitch, D., & Lin, I. J. (1996). Upgrading of raw perlite by a dry magnetic technique. Magnetic and Electrical Separation, 7, 145-161. https://doi.org/10.1155/1996/58505
Kar, Y. (2011). Catalytic pyrolysis of car tire waste using expanded perlite. Waste Management, 31(8), 1772-1782. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2011.04.005
Köksal, K., & Turp, S. M. (2017). Hydrogen storage in expanded perlite. International Porous and Powder Materials Symposium and Exhibition (PPM 2017). Kuşadası, Turkey: BIDEP.
Kumar, S., & Singh, R. K. (2011). Recovery of hydrocarbon liquid from waste high density polyethylene by thermal pyrolysis. Brazilian Journal of Chemical Engineering, 28(4), 659–667. https://doi.org/10.1590/S0104-66322011000400011
Kumar, S., & Singh, R. K. (2013). Thermolysis of high-density polyethylene to Petroleum products. Journal Petroleum Engineering, 2013, 1-7. https://doi.org/10.1155/2013/987568
Li, Y., Thongsukmak, A., Sirkar, K. K., Gross, B. K., & Mordukhovich, G. (2011). Bio-inspired onboard membrane separation of water from engine oil. Journal of Membrane Science, 378(1-2), 138-148. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2011.04.038
Pilusa, T. J., Muzenda, E., & Shukla, M. (2013). Thermo-chemical extraction of fuel oil from waste lubricating grease. Waste Management, 33(6), 1509-1515. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2013.02.014
Prathiba, R., Shruthi, M., & Miranda, L. R. (2018). Pyrolysis of polystyrene waste in the presence of activated carbon in conventional and microwave heating using modified thermocouple. Waste Management (New York, N.Y.), 76, 528–536. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2018.03.029
Reka, A. A., Pavlovski, B., Lisichkov, K., Jashari, A., Boev, B., Boev, I., Lazarova, M., Eskizeybek, V., Oral, A., Jovanovski, G., & Makreski, P. (2019). Chemical, mineralogical and structural features of native and expanded perlite from Macedonia. Journal of the Croatian Geological Survey and the Croatian Geological Society, 72(3), 215-221. https://doi.org/10.4154/gc.2019.18
Salem, S., Salem, A., & Babaei, A. A. (2015). Application of Iranian nano-porous Ca-bentonite for recovery of waste lubricant oil by distillation and adsorption techniques. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 23, 154-162. https://doi.org/10.1016/j.jiec.2014.08.009
Samar, M., & Saxena, S. (2016). Study of chemical and physical properties of perlite and its application in India. International Journal of Science Technology and Management, 5(4), 70-80. http://www.ijstm.com/images/short_pdf/1460020555_434V.pdf
Serrano, D. P., Aguado, J., & Escola, J. M. (2012). Developing advanced catalysts for the conversion of polyolefinic waste plastics into fuels and chemicals. ACS Catalysis, 2, 1924–1941. https://doi.org/10.1021/cs3003403
Su, L. S., Rock, L. K., Ahmad, J., Cheng, C.T., Farid, A. N., & Mithat, Y. (2016). Progress in waste oil to sustainable energy, with emphasis on pyrolysis techniques. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 53, 741-753. https://doi.org/10.1016/j.rser.2015.09.005
Suat, U., Selhan, K., Jale, Y., Mehmet, S., & Mithat, Y. (2005). Copyrolysis of scrap tires with waste lubricant oil. Fuel Processing Technology, 87, 53–58. https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2005.06.001
Wongtyanuwat, N., Santikunaporn, M., & Asavatesanupap, C. (2018). Synthesis of liquid fuels from waste lubricant oil by pyrolysis process. Thai Science and Technology Journal, 26(2), 354-362. (in Thai)
