Geri Dön

Kinetic studies for the production of tertiary ethers used as gasoline additives

Benzin katkı maddesi olarak kullanılan tersiyer eterlerin üretimi üzerine kinetik çalışmalar

  1. Tez No: 153150
  2. Yazar: NEZAHAT BOZ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. TİMUR DOĞU, PROF. DR. GÜLŞEN DOĞU
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: MTBE, ETBE, TAME, TAEE, İzoamilen, DRIFTS, reaksiyon mekanizması, Kesikli Geri Döngü Reaktörü, Amberlit-15, Difüzyon limitasyonları. IX, MTBE, ETBE, TAME, TAEE, DRIFTS, reaction mechanism, batch Reflux-Recycle-Reactor, Amberlyst-15, diffusion resistance. VI
  7. Yıl: 2004
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 198

Özet

oz BENZİN KATKI MADDESİ OLARAK KULLANILAN TERSİYER ETERLERİN ÜRETİMİ ÜZERİNE KİNETİK ÇALIŞMALAR Boz, Nezahat Doktora, Kimya Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Timur DOĞU Ortak Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Gülsen DOĞU Haziran 2004, 174 sayfa Bu çalışmamızda, eterleşme reaksiyonlarının kinetiği ve reaksiyon mekanizması detaylı bir şekilde araştırılmıştır. Çalışmamızın ilk kısmında, eterifikasyon reaksiyonları için hem Amberlit- 15'in ısı ile muamelesi sonucunda hem de stiren divinilbenzen polimerik katalizörün sentezlenmesi ve asitlendirilmesi sonucunda alternatif katalizörler sentezlenmiştir. Reaksiyon hızının hidrojen iyon değişim kapasitesine bağlılığı, 2M2B+etanol sisteminde lineer olarak değişmektedir. Fakat, 2MlB+etanol sisteminde, hidrojen iyon değişim kapasitesinin 2.8 meq.H+/g üzerinde reaksiyon hızına etkisi olmadığı bulunmuştur. viiÇalışmamızın ikinci bölümünde; alkoller, izobüten, isoamilenler ve tert- amyl-ethyl-ether (TAME) ile 333-353 K sıcaklık aralığında, DRIFT deneyleri yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar izoolefinlerin katalizör yüzeyinde tutunduğunu, katalizörün -S03H aktif siteleri ile adsorplanan alkollere tutunarak köprülü bir yapı oluşturduğunu, böylece eterleşme reaksiyonunun Langmuir-Hinshelwood mekanizmasına uyduğunu desteklemiştir. DRIFT sonuçlarına dayanarak önerilen mekanizmaya uygun olarak elde edilen hız ifadesi literatür dataları ile uyum göstermiştir. Reaksiyon hızının, etanol aktivitesinin 0.1 olduğu yerde keskin bir maksimumdan geçtiği bulunmuştur. Çalışmamızın üçüncü bölümünde, methanol, etanol, ve 2M2B'in Amberlit 15 üzerinde etkin difuzyon katsayıları ve adsorpsiyon denge sabitleri, literatürden alınan kesikli adsorpsiyon sistemi deney verilerinden hesaplanmıştır. Etkin difuzyon katsayılarının hesaplanmasında moment ifadelerindan elde edilen difuzyon direncinin makro gözeneklerde ve jel-tipi mikro tanecikler de olduğunu içeren; farklı modeller kullanılarak bulunmuştur. Yüzey difuzyon katsayısının katkısının makro gözeneklerde oldukça önemli olduğu bulunmuştur Çalışmamızın son bölümünde, kesikli geri döngü reaktörü önerilerek, modelleme çalışmaları yapılmış ve reaksiyon denge limitasyonlarının olduğu reaksiyonlarda, yüksek ürün seçiciliği elde edilmiştir. Bu reaktörün modellenmesinde; reaktör bölümünde tapa akışı, kazan bölümünde ise mükemmel bir karışım olduğu ve kazanın içerisindeki sıvı ile reaktör girişinde gaz-sıvı dengesinin olduğu varsayımı yapılmıştır. Bu sistemde, 82°C'de dönüşüm değerleri 0.91'e kadar ulaşmıştır. Bu dönüşüm değerleri, gaz fazı dolgulu reaktörlerde elde edilen denge dönüşümlerinden çok yüksektir. Bu sistemde elde edilen aktivasyon enerjileri, dolgulu reaktörde elde edilen aktivasyon enerji değerlerinden düşük bulunmuştur. Bu sonuç daha çok kesikli geri döngü vıııreaktöründeki kısmen ıslanmış olan katalizör partiküllerindeki taşınım dirençleri ile açıklanabilir. Bu çalışmada gerçekleştirilen; katalizör geliştirme ve karakterizasyonu, kinetik ve reaktör geliştirme sonuçlarına dayanarak, tert-amyl-ethyl-ether (TAEE)'in verimli bir şekilde üretilebileceği ve benzin katkı maddesi olarak kullanılabileceği sonucuna varılmıştır.

Özet (Çeviri)

ABSTRACT KINETIC STUDIES FOR THE PRODUCTION OF TERTIARY ETHERS USED AS GASOLINE ADDITIVES Boz, Nezahat Ph. D., Department of Chemical Engineering Supervisor: Prof. Dr. Timur Doğu Co-supervisor: Prof. Dr. Gülsen Doğu June 2004, 174 pages In the present study, the kinetics studies for etherification reactions were investigated in detail. In the first phase of present study, different acidic resin catalysts were prepared by the heat treatment of Amberlyst-15 catalysts at 220°C at different durations of time and also by the synthesis of sulfonated styrene divinylbenzene cross-linked resins at different conditions. A linear dependence of reaction rate on hydrogen ion-exchange capacity was in 2M2B+ethanol reaction. However, in the case of 2MlB+ethanol reaction hydrogen ion-exchange capacities over 2.8 meq.H+/g did not cause further increase in reaction rate, which was concluded to be majorly due to significance of diffusional resistances. IVDRIFTS experiments carried out with alcohols, isobutylene, isoamylenes and TAME (tert-amyl-methyl-ether) in a temperature range of 333-353 K supported a Langmuir-Hinshelwood type reaction mechanism involving adsorbed isoolefins molecules forming a bridged structure between -S03H sites of the catalyst and adsorbed alcohol molecules. A rate expression derived basing on the mechanism proposed from the DRIFTS results gave good agreement with the published data. Reaction rate was found to give a sharp maximum at ethanol activity of around 0.1. The third phase of this work included evaluation of effective diffusivities and adsorption equilibrium constants of methanol, ethanol and 2M2B, in Amberlyst-15 from moment analysis of batch adsorber dynamic results. Models proposed for monodisperse and bidisperse pore structures were used for the evaluation of effective diffusivities. It was shown that surface diffusion contribution was quite significant. In the last phase of the work, a batch Reflux-Recycle-Reactor (RRR) was proposed, modeled and constructed to achieve high yields and selectivities in equilibrium limited reactions. The batch reflux recycle reactor was modeled by assuming plug flow in the reactor section, perfect mixing in the reboiler and vapor-liquid equilibria between the liquid in the reboiler and reactor inlet stream. In this system conversion values of isoamylenes reaching to 0.91 were achieved at 82°C with almost 100% selectivity. Such conversion values were shown to be much higher than the corresponding equilibrium values that could be obtained in vapor phase fixed bed reactors. The activation energies evaluated in this system were found to be much less than the activation energies evaluated in the fixed bed reactor studies. This was concluded to be majorly due to the significance of transport resistant in the batch Reflux-Recycle-Reactor in which catalyst particles are partially wet. vAs a result of catalyst development, characterization, kinetic and reactor development studies carried out in this study, it was concluded that tert-amyl- ethyl-ether (TAEE) could be effectively produced and used as a gasoline blending oxygenate.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    216636

    Benzin katkı maddesi etil tersiyer bütil eterin sıvı fazda sentezi ve reaksiyon kinetiğinin incelenmesi

    Kinetic studies for the production of ethyl tert butyl ether (ETBE) in liquid phase unlead gasoline additives

    FEYZA SARIÇAM

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2008

    Kimya MühendisliğiGazi Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Bölümü

    YRD. DOÇ. NURAY OKTAR

  2. Tez No

    342860

    Gliserin tersiyer eterlerinin sentezi ve reaksiyon kinetiğinin incelenmesi

    Synthesis of glycerol tertiary ethers and investigation of reaction kinetics

    NALAN ÖZBAY

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    Kimya MühendisliğiGazi Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. NURAY OKTAR

    PROF. DR. GÜLŞEN DOĞU

  3. Tez No

    507722

    Aktif çamur sistemlerinde reaktif ön çökeltmenin koi bileşenleri ve ayrışma kinetiğine etkinin değerlendirilmesi

    Evaluation of the effects of reactive pre-sedimentation to cod components and decomposition kinetics in activated sludge systems

    AYŞİN ERTÜRK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HAYRETTİN GÜÇLÜ İNSEL

  4. Tez No

    269426

    Reactive extraction of pyruvic acid from aqueous single and mixed acid solutions

    Pirüvik asitin tek ve karışık sulu asit çözetilerden tepkimeli özütlenmesi

    MUSTAFA ESEN MARTI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2010

    Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Bölümü

    PROF. DR. TÜRKER GÜRKAN

  5. Tez No

    75567

    Çörekotu (Nigella sativa l.) lipaz enziminin stabilizasyonuna şekerlerin etkisi

    Başlık çevirisi yok

    AYSUN AKIN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1998

    Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. GÜLDEM ÜSTÜN

Geri Dön