Uusiutuvan kevytbensiinin hydroisomerointi
Juutilainen, Niina (2020)
2020
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2020101321300
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2020101321300
Tiivistelmä
Insinöörityö tehtiin Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy:lle osana EU:n COMSYN-projektia. Työn tarkoituksena oli tutkia katalyyttejä, joita voitaisiin käyttää biopohjaisen kevytbensiinijakeen hydroisomerointiin. Biopohjainen bensiinijae sisälsi noin 200 ppm vettä, joten testattaviksi katalyyteiksi valittiin kaksi uutta kosteutta kestävää katalyyttiä.
Zirkonia- ja H-mordeniittipohjaiset katalyytit (Pt-SO4-ZrO2 ja Pt-SO4-zeoliitti) valmistettiin ja testattiin VTT:n koelaboratoriossa. Koelaitteena toimi paineistettu putkireaktorilaite, jonka reaktiotuotteet analysoitiin kaasukromatografisesti. Koeajoja suoritettiin katalyyteille ominaisissa käyttöolosuhteissa eri lämpötiloissa, syötön virtausnopeudessa sekä kahdella eri vetyvirtauksella. Nestesyöttönä toimi FT-kevytbensiinijae, jonka lisäksi testejä tehtiin 100 ppm vettä sisältävillä kuivatulla kevytbensiinijakeella ja puhtaalla pentaani-heksaaniseoksella. Pentaani-heksaaniseoskokeita verrattiin kuivattuun syöttöön ja tutkittiin kuinka katalyytit toimivat, kun syötössä ei ole mukana olefiineja.
Tulevaisuudessa vastaavia kokeita ei suositella jatkamaan Pt-Zr-katalyytillä huonojen testitulosten takia. Pt-Zeol-katalyytin tulokset olivat lupaavampia, vaikka ne eivät yltäneet odotettuun lopputulokseen. Parafiinien isomeraatioluku (PIN) voitaisiin saada nousemaan Pt-Zeol-katalyytin reaktio-olosuhteita säätämällä.
Pt-Zeol-katalyytille saatujen mittaustuloksien päätelmänä oli, että korkea lämpötila ja matala virtausnopeus riittävällä vedyn määrällä nostavat PIN-arvoa. Tulokset osoittivat myös syötön kosteuspitoisuuden vaikuttavan huomattavasti saatavaan PIN-arvoon. Tulevaisuudessa jatkokokeisiin käytettävän syötön vesipitoisuuden tulisi olla huomattavasti pienempi kuin insinöörityössä käytettyjen syöttöjen kosteuspitoisuudet eli reilusti alle 100 ppm.
Zirkonia- ja H-mordeniittipohjaiset katalyytit (Pt-SO4-ZrO2 ja Pt-SO4-zeoliitti) valmistettiin ja testattiin VTT:n koelaboratoriossa. Koelaitteena toimi paineistettu putkireaktorilaite, jonka reaktiotuotteet analysoitiin kaasukromatografisesti. Koeajoja suoritettiin katalyyteille ominaisissa käyttöolosuhteissa eri lämpötiloissa, syötön virtausnopeudessa sekä kahdella eri vetyvirtauksella. Nestesyöttönä toimi FT-kevytbensiinijae, jonka lisäksi testejä tehtiin 100 ppm vettä sisältävillä kuivatulla kevytbensiinijakeella ja puhtaalla pentaani-heksaaniseoksella. Pentaani-heksaaniseoskokeita verrattiin kuivattuun syöttöön ja tutkittiin kuinka katalyytit toimivat, kun syötössä ei ole mukana olefiineja.
Tulevaisuudessa vastaavia kokeita ei suositella jatkamaan Pt-Zr-katalyytillä huonojen testitulosten takia. Pt-Zeol-katalyytin tulokset olivat lupaavampia, vaikka ne eivät yltäneet odotettuun lopputulokseen. Parafiinien isomeraatioluku (PIN) voitaisiin saada nousemaan Pt-Zeol-katalyytin reaktio-olosuhteita säätämällä.
Pt-Zeol-katalyytille saatujen mittaustuloksien päätelmänä oli, että korkea lämpötila ja matala virtausnopeus riittävällä vedyn määrällä nostavat PIN-arvoa. Tulokset osoittivat myös syötön kosteuspitoisuuden vaikuttavan huomattavasti saatavaan PIN-arvoon. Tulevaisuudessa jatkokokeisiin käytettävän syötön vesipitoisuuden tulisi olla huomattavasti pienempi kuin insinöörityössä käytettyjen syöttöjen kosteuspitoisuudet eli reilusti alle 100 ppm.