Cracking Optimization of Palmitic Acid Using Fe3+ Modified Natural Mordenite for Producing Aviation Fuel Compounds

Abstract

Природний морденіт із села Турен, округ Маланг, Індонезія, був модифікований до Fe3+-морденіту з метою одержання гетерогенного каталізатора процесу крекінгу пальмітинової кислоти для виробництва компонентів авіаційного палива. Для модифікації морденіту за допомогою FeCl3 було застосовано катіонообмінний метод. Fe3+-морденіт було охарактеризовано структурним аналізом, вмістом Fe, співвідношенням Si/Al, кількістю кислотних центрів, розміром пор, об’ємом пор і площею поверхні. Ефективність каталізатора, конверсію та селективність визначали за температури 583 К за допомогою газової хромато-мас-спектрометрії протягом 1, 2 і 3 годин. Морденіт із високим вмістом Fe має більше кислотних центрів Бренстеда-Льюїса, більші об’єм пор і площу поверхні порівняно з природним морденітом. Разом з тим, кристалічна структура Fe3+-морденіту така ж, як у природного морденіту. Fe3+-морденіт також має менший розмір пор, ніж природний морденіт. У процесі крекінгу пальмітинової кислоти Fe3+-морденіт забезпечив конверсію 61,94 % та вихід сполук авіаційного палива 92,90 %, а саме алканів, алкенів, циклоалканів і ароматичних речовин.Natural mordenite from Turen village Malang district Indonesia has been modified to Fe3+-mordenite for heterogenous catalyst in cracking process of palmitic acid to produce Aviation fuel components. Cation exchange method has been used in mordenite modification using FeCl3. The Fe3+-mordenite was characterized by structure analysis, Fe content, Si/Al ratio, number of acid sites, pore size, pore volume, and surface area. The catalytic performances, conversion, and selectivity were measured at 583 K by GC-MS for 1, 2, and 3 hours. The high content of Fe in mordenite has larger Brønsted-Lewis’s acid site, pore volume and surface area than the natural mordenite. The crystal structure of Fe3+-mordenite is still the same with natural mordenite. The Fe3+-mordenite also has a smaller pore size than the natural mordenite. In cracking process of palmitic acid, Fe3+-mordenite performed 61.94 % of conversion and 92.90 %, which produced aviation fuel compounds, namely alkanes, alkene, cycloalkane and aromatic.