Η εκτεταμένη χρήση των ορυκτών καυσίμων στον τομέα των μεταφορών και της ενέργειας αποτελεί την κύρια αιτία της αύξησης των εκπομπών του CO2 στην ατμόσφαιρα, ενισχύοντας το φαινόμενο του θερμοκηπίου, φέρνοντας την ανθρωπότητα αντιμέτωπη με τη κλιματική κρίση. Η προοδευτική αντικατάσταση των ορυκτών καυσίμων με βιοκαύσιμα που προέρχονται από υπολειμματική βιομάζα, όπως το ανανεώσιμο πράσινο ντίζελ, έχει συγκεντρώσει μεγάλο ερευνητικό ενδιαφέρον και αναμένεται να έχει θετικό περιβαλλοντικό αντίκτυπο. Συγκεκριμένα, τα βιοκαύσιμα μετά την υδρογονοεπεξεργασία τους εμφανίζουν υψηλή περιεκτικότητα σε O2 δημιουργώντας αρκετά προβλήματα στην εκμετάλλευση τους. Οι αντιδράσεις της υδρογονοαποξυγόνωσης (HDO) και της εκλεκτικής αποξυγόνωσης (SDO) αποτελούν δύο διεργασίες κατάλληλες για την απομάκρυνση του οξυγόνου από τα λίπη και τα έλαια με την μορφή H2O, CO2 και CO. Σε προηγούμενες δημοσιεύσεις αναφορικά με την αντίδραση της εκλεκτικής αποξυγόνωσης (SDO) έχουν χρησιμοποιηθεί θειωμένοι καταλύτες και στηριγμένοι καταλύτες ευγενών μετάλλων οι οποίοι παρουσίασαν υψηλές τιμές δραστικότητας. Από την άλλη, οι χαμηλού κόστους μονομεταλλικοί καταλύτες Νi, παρουσιάζουν αρκετά υψηλή μετατροπή και εκλεκτικότητα στην υδρογονοεπεξεργασία των τριγλυκεριδίων. Παρόλα αυτά, οι καταλύτες Νi είναι επιρρεπείς στην απενεργοποίηση λόγω της συσσωμάτωσης των ενεργών κέντρων και της συσσώρευσης κωκ στην δραστική τους επιφάνεια.Στην συγκεκριμένη διπλωματική εργασία εμφανίζονται για πρώτη φορά τα αποτελέσματα μιας σειράς πειραμάτων στα οποία διερευνάται ο ρόλος της Y2Ο3 ως τροποποιητής του καταλύτη Ni/ZrO2 για την παραγωγή ανανεώσιμου πράσινου ντίζελ μέσω της εκλεκτικής αποξυγόνωσης του φοινικελαίου. Οι καταλύτες παρασκευάστηκαν με την μέθοδο του υγρού εμποτισμού και χαρακτηρίστηκαν πριν από την αντίδραση μέσω διαφόρων τεχνικών όπως, προσρόφηση/εκρόφηση N2, XRD, NH3-TPD, CO2-TPD, H2-TPR και TEM. Τα πειράματα καταλυτικής δραστικότητας πραγματοποιήθηκαν σε αντιδραστήρα συνεχούς ροής σταθεροποιημένης κλίνης (FBR) σε συνθήκες πίεσης 30 bar και σε θερμοκρασίας 300℃ και παρουσίασαν ικανοποιητική αύξηση της μετατροπής των τριγλυκεριδίων και της εκλεκτηκότητας ως προς παραφίνες C15-C18, ενώ παράλληλα το τροποποιημένο υπόστρωμα εμφάνισε καλύτερη αντίσταση στην εναπόθεση άνθρακα.
(EL)
The extensive use of fossil fuels in transportation and energy production is the primary cause of increased CO2 emissions in the atmosphere, which strengthens the greenhouse effect and brings humanity to the brink of a climate crisis. The gradual substitution of fossil fuels with biofuels derived from residual biomass, such as renewable green diesel, has piqued the interest of researchers and is expected to have a positive environmental impact. Biofuels, in particular, have a high O2 content after hydrogenation, which causes a number of issues in their use. The hydrogen deoxygenation (HDO) and selective deoxygenation (SDO) reactions are two processes for removing oxygen from fats and oils in the form of H2O, CO2 and CO. In previous publications on the deoxygenation (DO) reaction, sulfated and supported noble metal catalysts with high activity values were used. Low-cost monometallic Ni catalysts, on the other hand, exhibit quite high conversion and selectivity in the hydrogenation of triglycerides. However, Ni catalysts are vulnerable to deactivation due to coke accumulation on their active sites.The results of a series of experiments investigating the role of Y2O3 as a modifier of the Ni/ZrO2 catalyst for the production of renewable green diesel via selective deoxygenation of palm oil are shown for the first time in this thesis. The catalysts were prepared using the wet impregnation method and characterized prior to the reaction using a variety of techniques including N2 adsorption/desorption, XRD, NH3-TPD, CO2-TPD, H2-TPR and TEM. The catalytic activity experiments were carried out in a fixed-bed continuous flow reactor (FBR) at a pressure of 30 bar and a temperature of 300℃ and showed a satisfactory increase in the conversion of triglycerides and selectivity to C15-C18 paraffins, while at the same time the modified substrate showed better resistance to carbon deposition.
(EN)