Bakalářské práce

Detailnější informace Vám poskytnou vedoucí/konzultanti těchto prací.

BP1 Vývoj ekologicky šetrných nosičových měďnatých katalyzátorů pro hydrogenolýzu esterů

Vedoucí práce: Ing. Jaroslav Aubrecht, Ph.D.
Konzultant: doc. Ing. David Kubička, Ph.D. MBA

Stručná anotace:
Bakalářská práce je zaměřena na využití principů zelené chemie při vývoji ekologicky šetrných hydrogenolýzních katalyzátorů. Cílem práce je nahradit tradiční CuCr katalyzátory, při jejichž výrobě vznikají nebezpečné Cr odpady, ekologicky šetrnějšími Cu nosičovými katalyzátory. Díky vývoji nových katalyzátorů bude možné uskutečnit hydrogenolýzu esterů vedoucí k příslušným alkoholům s širokým spektrem použití za mírnějších reakčních podmínek, než je tomu v případě CuCr katalyzátorů (>250 °C a >25 MPa H₂). Bakalářská práce je založena na běžícím výzkumném projektu a zahrnuje přípravu a charakterizaci nosičových Cu katalyzátorů nebo jejich následné testování v hydrogenolýze esterů.

BP2 Katalytická deoxygenace modelových kyslíkatých sloučenin a jejich směsí

Vedoucí práce: Ing. Bogdan Shumeiko, Ph.D.
Konzultant: doc. Ing. David Kubička, Ph.D. MBA

Stručná anotace:
Bakalářská práce je zaměřena na efektivní zhodnocení obnovitelných surovin díky zvýšení účinnosti deoxygenačních katalyzátorů a přispívá k naplnění „Zelené dohody pro Evropu“. Cílem práce je popsat, jak se během deoxygenace ovlivňují různé typy kyslíkatých látek, konkrétně fenoly a estery. Díky nalezení a pochopení vztahu mezi složením reakční směsi a konverzí kyslíkatých látek na žádané uhlovodíky bude možné optimalizovat složení a aktivitu deoxygenačních katalyzátorů. To přispěje k efektivnějšímu zpracování komplexních směsí kyslíkatých látek na pokročilá biopaliva. Bakalářská práce je založena na běžícím výzkumném projektu a zahrnuje přípravu a charakterizaci nosičových NiMo katalyzátorů nebo jejich následné testování v deoxygenaci modelových směsí kyslíkatých látek.

BP3: Katalytické zpracování 5-hydroxymethylfurfuralu pomocí Ru katalyzátorů

Vedoucí práce: Ing. Jaroslav Aubrecht, Ph.D.
Konzultant: doc. Ing. David Kubička, Ph.D. MBA

Stručná anotace:
Bakalářská práce je zaměřena na katalytické zhodnocení produktů z biomasy. Zpracováním biomasy lze selektivně získat některé látky, například 5-hydroxy methylfurfural (HMF), mající široké potenciální využití. Cílem práce je syntetizovat katalyzátor na bázi Ru, který poslouží k  transformaci HMF na produkty s vyšší přidanou hodnotou. Bakalářská práce je založena jednak na přípravu katalyzátoru pro danou reakci, kdy detailní charakterizací budou určeny základní fyzikálně-chemické vlastnosti katalyzátoru, tak i na následné provedení katalytických testů pro určení aktivity a selektivity katalyzátoru.

BP4: Využití e-paliv – nové perspektivní formy alternativních motorových paliv

Vedoucí práce: Ing. Dan Vrtiška, Ph.D.
Konzultant:

Stručná anotace:
Práce bude věnována problematice výroby a využití tzv. e-paliv, tedy syntetických paliv vyráběných z vody a oxidu uhličitého. Jedná se o relativně novou a perspektivní alternativu k fosilním palivům, která představují vysokou zátěž pro životní prostředí, např. prostřednictvím emisí skleníkových plynů v čele s oxidem uhličitým. Oproti tomu se e-paliva běžně prezentují jako uhlíkově neutrální, a to i díky tomu, že elektrická energie potřebná k jejich výrobě často pochází z obnovitelných zdrojů. Kromě průzkumu současných průmyslových aplikací a projektů věnovaných výrobě e-paliv, bude práce zaměřena především na posouzení využitelnosti těchto paliv z hlediska materiálové kompatibility a splnění kvalitativních požadavků kladených na automobilové benzíny. Součástí této práce tedy bude příprava směsí standardních automobilových benzinů s přídavkem e-paliv a následná charakterizace těchto směsí.

BP5 Analýza olejovitého zbytku LPG

Vedoucí práce: doc. Ing. Pavel Šimáček, Ph.D.
Konzultant:

Stručná anotace:

U zkapalněných uhlovodíkových plynů (propan, butan, propan-butan či LPG) se jako jeden z jakostních parametrů sleduje množství netěkavého zbytku (zbytek po odpaření či olejovitý zbytek), aniž by byl blíže sledován jeho charakter. Cílem práce bude analýza netěkavých zbytků získaných z různých vzorků zkapalněných uhlovodíkových plynů a určení jejich charakteru. V závislosti na množství netěkavého zbytku bude k tomuto účelu využita především plynová chromatografie, případně další analytické metody jako je infračervená spektrometrie, elementární analýza či rentgenová fluorescenční analýza.

 BP6: Vliv rozpustnosti kyslíku na korozní agresivitu alkoholbenzínových paliv

Vedoucí práce: Ing. Lukáš Matějovský, Ph.D.
Konzultant:

Stručná anotace:
Předmětem bakalářské práce bude otestovat korozivní působení alkoholbenzinových paliv na oceli tř. 11 pomocí elektrochemických metod (elektrochemická impedance, polarizace, OCP) s využitím platinové elektrody, jejíž redoxní potenciál závisí na rozpuštěném kyslíku v prostředí. Testovány budou benzínové směsi obsahující methanolu, ethanolu a butanolu, a to za různých koncentrací obsaženého kyslíku ve směsi.

 BP7: Hydrogenační zpracování pyrolyzátů z odpadních plastů

Vedoucí práce: Ing. Petr Straka, Ph.D.
Konzultant:

Stručná anotace:
V rámci ČR je ročně vyprodukováno více než 400 tis. tun plastových odpadů. Z tohoto množství je v rámci ČR cca 37 % hm. využito pro materiálovou recyklaci a 18 % hm. využito energeticky, tj. pro výrobu tepla anebo elektrické energie. Zbytek plastového odpadu (cca 45 % hm.) se energeticky nevyužívá ani nerecykluje. Jednou z možností materiálového využití odpadních plastů a pryže z pneumatik je jejich pyrolýzní zpracování na kapalný produkt, tzv. pyrolyzát, který je nutné pro jeho začlenění do rafinérského nebo petrochemického průmyslu hydrogenačně zpracovat. Náplní práce bude výzkum hydrogenačního zpracování (hydrorafinace nebo hydrokrakování) pyrolyzátů z odpadních plastů. Bude zkoumán vliv reakčních podmínek hydrogenačního zpracování pyrolýzního oleje na výtěžky a složení plynných a kapalných produktů a jejich vybrané fyzikálně-chemické parametry. Na základě získaných výsledků budou diskutovány možnosti využití vzniklých produktů v rafinérském nebo petrochemickém průmyslu, ať už se jedná o výrobu automobilových a leteckých paliv nebo o výrobu základních petrochemikálií. Hydrogenační experimenty budou provedeny na testovací prltočné katalytické jednotce s pevným ložem katalyzátoru.

BP8: Analýza chemického složení bio-olejů z pyrolýzy celulózy, hemicelulózy a ligninu

Vedoucí: Ing. Martin Staš, Ph.D.
Konzultant: Ing. Lukáš Kejla

Stručná anotace:
Pyrolýzní bio-oleje představují velmi perspektivní zdroj energie. Jejich chemické složení je velice komplexní, jelikož obsahují složky se širokou distribucí bodů varu, polarit atd., z nichž jsou mnohé zastoupeny ve velice nízkých koncentracích. Jednotlivé složky bio-oleje vznikají jako produkty tří základních složek biomasy (suroviny pro pyrolýzu): celulózy, hemicelulózy a ligninu. Cílem této práce bude provést pyrolýzu těchto tří složek biomasy, připravit kapalné bio-oleje a provést analýzu jejich fyzikálně-chemických vlastností a chemického složení.

BP9: Skladování motorové nafty

Vedoucí: Ing. Zlata Mužíková, Ph.D.
Konzultant:

Stručná anotace:
Během skladování motorové nafty může docházet ke změnám v jejím složení a vlastnostech. Cílem teoretické části práce bude vybrat testy vhodné k simulaci skladování a dále vybrat vlastnosti motorové nafty, které se mohou během skladování měnit.  V experimentální části práce budou provedeny simulované skladovací testy a vyhodnocení změn ve vlastnostech motorové nafty.

BP10: Stanovení naftenových kyselin v ropě a distribuce naftenových kyselin v ropných frakcích

Vedoucí: Ing. Hugo Kittel, CSc. MBA
Konzultant:

Stručná anotace:
Literární rešerší budou prostudovány nejnovější poznatky týkající se výskytu naftenových kyselin v ropě a ropných frakcích a jejich vliv na technologické zařízení v rafineriích. Dále budou prostudovány nejnovější poznatky týkající se analytiky naftenových kyselin. Budou analyzovány vzorky alespoň 2 rop rozdílné kvality. Z rop budou připraveny typické frakce využívané k výrobě motorových paliv v rafineriích. V ropě a ropných frakcích bude analyzován obsah naftenových kyselin a diskutována jejich distribuce v závislosti na bodu varu. Výsledky bude možné využít při posuzování vhodnosti nových rop pro zpracování v rafineriích.

BP11: Vývoj automobilového benzínu BA 95 bez obsahu aromátů

Vedoucí: Vedoucí: Ing. Hugo Kittel, CSc. MBA
Konzultant:

Stručná anotace:
Literární rešerší budou prostudovány nejnovější poznatky týkající se mísení reformulovaných automobilových benzínů a frakcí používaných pro jejich mísení. Budou vytipovány frakce vhodné pro mísení BA bez aromátů, diskutovány jejich vlastnosti z pohledu stanoveného cíle a platné normy pro kvalitu BA (ČSN EN 228). Vlastnosti vybraných frakcí budou analyzovány standardními laboratorním metodami. Optimalizačním výpočtem bude pomocí těchto vlastností navržena alespoň jedna receptura mísení BA bez aromátů a výsledek bude ověřen laboratorní přípravou a analýzou navržené směsi.  Výsledky bude možné využít pro další vývoj kvality a výroby BA v rafineriích i pro diskusi budoucí kvality BA.

BP12: Vyžití uhlovodíků z pyrolýzy odpadních plastů a použitých pneumatik pro výrobu leteckého petroleje

Vedoucí práce: Ing. Hugo Kittel, CSc., MBA
Konzultant:

Stručná anotace:
Formou literární rešerše budou prostudovány nejnovější poznatky z pyrolýzy odpadních plastů a použitých pneumatik, se zaměřením na výrobu komponent pro letecký petrolej. Budou analyzovány vlastnosti reálných vzorků z této technologie a hydrogenovaného petroleje z ropy z pohledu požadavků na vlastnosti leteckého petroleje JET A-1. Budou diskutovány rozdíly ve vlastnostech studovaných komponent, kompatibilita komponent a zajímavé synergie související s mísením. Budou připraveny a analyzovány vlastnosti směsí studovaných komponent. Na základě poznatku z rešerše, analýzy vlastnosti čistých složek a jejich směsí budou formulována doporučení pro mísení leteckého petroleje v rafineriích s využitím produktů z pyrolýzy.

BP13: Možnosti titračního stanovení hydroxylových skupin v pyrolýzních bio-olejích z lignocelulózy

Vedoucí práce: Ing. Miloš Auersvald, Ph.D.
Konzultant:

Stručná anotace:
Pyrolýzní bio-oleje pocházející z lignocelulózy by mohly být do budoucna využívány pro výrobu pokročilých biopaliv či “zelených“ chemikálií. Bio-oleje představuji velice komplexní vzorky obsahující tisíce různých kyslíkatých sloučenin, ve kterých jsou významně zastoupené látky obsahující ve svých molekulách primární a sekundární hydroxylové skupiny. S ohledem na to, že alifatické hydroxylové skupiny tvoří významný podíl funkčních skupin v bio-olejích, je znalost jejich zastoupení důležitá z pohledu optimalizace procesů pro využití a zpracování bio-olejů. Pro stanovení hydroxylových skupin v pyrolýzních bio-olejích existuje metoda založená na derivatizaci vzorku s následnou ³¹P-NMR analýzou. Toto stanovení je ovšem komplikováno vysokými investičními náklady na nákup NMR a tento přístroj není standardním vybavením pro procesní měření v rafinériích. Náplní práce bude odzkoušení a zavedení titrační metody pro stanovení hydroxylových skupin, ověření funkčnosti metody pomocí modelových látek a jejich směsí simulujících složení pyrolýzního bio-oleje a aplikace metody na reálné vzorky bio-oleje.

BP14: Izolace fenolů z hydrorafinovaných bio-olejů

Vedoucí práce: Ing. Miloš Auersvald, Ph.D.
Konzultant:

Stručná anotace:
Pyrolýzní bio-oleje hydrorafinované za mírných podmínek (340 °C a 4 MPa) obsahují poměrně velké množství fenolů, které jsou za těchto podmínek hydrorafinace méně reaktivní. S ohledem na to že fenoly se v současnosti vyrábějí z ropy, mohly by být výše zmíněné materiály pocházející z biomasy použity jako obnovitelný zdroj těchto sloučenin. S ohledem na polaritu fenolických látek se nabízí jako jedna z možností jejich separace od zbylé uhlovodíkové (nepolární) frakce vzorku pomocí kapalinové extrakce. Náplní bakalářské práce bude vývoj a optimalizace metody extrakce fenolů z hydrogenovaných bio-olejů s využitím různých rozpouštědel a ověření její efektivity s využitím různých analytických metod (UV-VIS, GC-MS apod.).

BP15: Stanovení skupinového složení uhlovodíků v hydrorafinovaných pyrolýzních bio-olejích

Vedoucí práce: Ing. Miloš Auersvald, Ph.D.
Konzultant:

Stručná anotace:
Oproti surovým pyrolýzním bio-olejům vyrobeným z biomasy obsahují hydrorafinované bio-oleje velké množství uhlovodíků jejichž stanovení je možné provést například s využitím GC×GC-FID. S ohledem na možnou variabilitu kvality těchto vzorků lišících se především obsahem a typy kyslíkatých sloučenin, je nutné pro skupinové stanovení uhlovodíků pík po píku identifikovat jednotlivé látky a provést pak sumarizaci příslušných skupin. Tato analýzy je však velice časově náročná. Alternativou by mohlo být využití předseparačního kroku a charakterizovat pouze uhlovodíkovou frakci standardními postupy, např. s využitím HPLC-RI. Náplní práce bude ověření možnosti předseparace vzorků za účelem odstranění kyslíkatých látek a následné analýzy pomocí HPLC-RI. Součástí práce bude i stanovení odezvy vybraných aromatických uhlovodíků a případná optimalizace kalibrační metody.