Single-step synthesis of dimethyl ether from synthesis gas using bifunctional catalyst
Çift fonksiyonlu katalizör kullanılarak sentez gazından tek basamakta dimetil eter sentezi
- Tez No: 1017887
- Danışmanlar: PROF. DR. NAİME ASLI SEZGİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Son yıllarda fosil yakıt emisyonlara yönelik artan endişeler ve artan küresel enerji talebi, sürdürülebilir ve temiz yakıt kaynaklarına yönelik yapılan araştırma faaliyetlerinin artmasına yol açmıştır. Dimetil eter (DME), yüksek setan sayısı, temiz yanma özellikleri ve düşük karbonlu yapısı nedeniyle, dizelin potansiyel olarak değerli bir ikamesi veya LPG'ye katkı maddesi olarak görülmektedir. Doğrudan yöntemde, DME sentez gazından tek bir reaktörde ardışık olarak gerçekleşen metanol oluşumu ve dehidrasyonu reaksiyonları yoluyla çift işlevli bir katalizörün varlığında üretilir. Metanol sentezinin termodinamik sınırlamaları büyük ölçüde aşılmış olsa da, daha yüksek DME verimlerinin elde edilmesi ve etkili çift işlevli katalizörlerin geliştirilmesi önemli bir zorluk olmaya devam etmektedir. Bu çalışmada, mezogözenekli silika aerojel, katalizör desteği olarak sol-jel yöntemi kullanılarak sentezlenmiştir. Farklı miktarlarda metaller, Cu, Zn ve silikotungstik asit (STA) dahil olmak üzere, emdirme yöntemi kullanılarak sentezlenmiş silika aerojele yüklenmiştir. Sentezlenmiş malzemeleri analiz etmek için çeşitli karakterizasyon yöntemleri kullanılmıştır. Termodinamik analize dayanarak çalışma koşulları 275 °C ve 50 bar olarak belirlenmiş olup, CO/H2 molar oranı 1:1'dir. STA ve Cu'nun etkisi DME üretim sisteminde incelenmiştir. Cu miktarının %30'dan %50'ye çıkmasıyla CO dönüşümünün yaklaşık 4,3 kat arttığı gözlemlenmiştir. En yüksek CO dönüşümü (%77), %47.6 DME seçiciliği ile birlikte ticari metanol sentezi (MSC) ve ticari alümina (CA) katalizör karışımı kullanılarak belirlenmiştir. Diğer yandan, en yüksek DME seçiciliği (%61,6), %67.3 CO dönüşümü ile birlikte MSC ve SA-30STA katalizör karışımı kullanılarak elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
In recent years, growing concerns about fossil fuel emissions and rising global energy demand have led to an increase in research activity into sustainable and clean fuel sources. Dimethyl ether (DME) is regarded as a potentially valuable substitute for diesel or as an additive to LPG due to its high cetane number, clean combustion characteristics, and low-carbon nature. DME is produced from syngas in a single reactor through consecutive methanol formation and dehydration reactions over a bifunctional catalyst in the direct method. Although thermodynamic limitations of methanol synthesis have been largely overcome, enabling higher DME yields and the development of effective bifunctional catalysts remains a significant challenge. In this study, mesoporous silica aerogel was synthesized as a catalyst support using the sol-gel method. Metals, including Cu, Zn, and silicotungstic acid (STA), were loaded onto the synthesized silica aerogel in varying amounts using an impregnation method. Various characterization methods were used to analyze the synthesized materials. Based on thermodynamic analysis, the operating conditions were determined to be 275 °C and 50 bar, with a CO/H₂ molar ratio of 1:1. The effect of STA and Cu were investigated in DME production system. It was observed that as the Cu amount increased from 30% to 50%, the CO conversion was increased approximately 4.3 times. The highest CO conversion was found to be 77% with 47.6% DME selectivity using a mixture of commercial methanol synthesis catalyst (MSC) and commercial alumina catalyst (CA). On the other hand, the highest DME selectivity of 61.6% with 67.3% CO conversion was obtained in the presence of the MSC and SA-30STA catalyst mixture.
Benzer Tezler
- Development of bifunctional catalyst for the single-step synthesis of dimethyl ether
Tek basamakta dimetil eter sentezi için çift fonksiyonlu katalizör geliştirilmesi
MEHMETALİ İLKER ŞENER
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NAİME ASLI SEZGİ
PROF. DR. TİMUR DOĞU
- Dimethyl ether from synthesis gas over bifunctional hybrid catalyst mixtures
İki fonksiyonlu hibrit katalizör karışımları kullanarak sentez gazından dimetil eter üretimi
AYŞEGÜL BAYAT
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. TİMUR DOĞU
- Alkil ftalodinitril türevlerinin sentezi ve ftalosiyaninlerinin hazırlanması
Synthesis of the alkylphthalodinitrile derivatives and phthalocyanines
HATİCE AKIN DİNÇER
Doktora
Türkçe
2005
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiDOÇ.DR. ESİN HAMURYUDAN
PROF.DR. MAKBULE BURKUT KOÇAK
- Sıvı sıvı ekstraksiyonu ile maya atıksuyu membran çıkışından uçucu yağ asidi geri kazanımı
Recovery of volatile fatty acids from anaerobic fermantation broth by liquid liquid extraction
AYŞEGÜL NALAN ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MAHMUT ALTINBAŞ
- Difenilmetilamin'den yeni ftalosiyanın vic-dioksim ve komplekslerinin sentezi
Synthesis of new phthalocyanine, vic-dioxime and complexes starting with diphenylmethylamtne
MEHASİN GÜNEŞ