Catalytic gasification of crude glycerol being side product of biodiesel production under supercritical water conditions
Biyodizel atığı gliserinin katalizör ortamında süperkritik su ile gazlaştırılması
- Tez No: 255774
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET SAĞLAM, PROF. DR. MİTHAT YÜKSEL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2009
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 169
Özet
Türkiye'deki biyodizel üretimi son yıllarda artmış ve kapasite itibari ile Avrupa'da dördüncü sıraya yükselmiştir. Bu üretimin önümüzdeki dönemde daha da artacağı öngörülmüştür. Bu durum aynı zamanda yan ürün olarak oluşan gliserinin değerlendirilmesi sorununu da beraberinde getirmektedir. Kapasitesi küçük birçok biyodizel üretim tesisinde yan ürün olarak ortaya çıkan gliserin, metanol ve tuzları içeren sulu faz atık su olarak, işlenmeden deşarj edilmektedir. Bu şekilde ekonomik kaybın yanında çevre kirliliğine de sebebiyet verilmektedir.Kozmetik ve ilaç sanayi başta olmak üzere birçok alanda yüksek saflıkta gliserin kullanılmaktadır. Bu alanlardaki gliserin ihtiyacı halen sabun üretimi yan ürünü olan gliserinin saflaştırılmasıyla karşılanmaktadır.Ülkemizde olduğu gibi dünyada da biyodizel üretiminin hızlı artışı, yan ürün olarak oluşan ham gliserin miktarının da hızlı şekilde artışına sebep olmaktadır. Bu yolla elde edilecek gliserin miktarı, mevcut kullanım alanlarındaki tüketiminin çok üzerinde olup, yeni kullanım alanlarının bulunmasını zorunlu kılmaktadır. ABD, Japonya ve AB ülkeleri başta olmak üzere birçok ülke, bu alanda kapsamlı çalışmalar başlatmıştır. Bu bağlamda AB 7. Çerçeve Programı'nda bu yan ürünün değerlendirilmesi adına sıvı ve gaz enerji kaynaklarına, ya da değerli diğer kimyasallara dönüştürülerek biyodizel tesislerinin verimliliklerinin artırılması çalışmalarını desteklemektedir.Piroliz, su buharı yardımıyla yapılan reformlama, kritik altı ve üstü su ortamında yapılan gazlaştırma (SCWG) ve dehidrasyon, biyodizel üretimi esnasında oluşan ham gliserinin değerlendirilmesi için düşünülen proseslerin başında gelmektedir.Avrupanın önde gelen biyodizel üretici ülkelerinden biri konumuna gelen ve mevcut üretimini daha da artırmayı hedefleyen ülkemizde, oluşan bu ham gliserinin değerlendirme imkanları bu projede incelenmiştir. Proje kapsamında ilk etapta saf gliserin ile çalışılmış, daha sonra ham gliserin ile devam edilmiştir. Denemelerde ham gliserin olarak biyodizel üretimi sırasında oluşan atık bileşimi dikkate alınarak laboratuvar ortamında hazırlanan model kullanılmıştır.Laboratuvarda hazırlanan model ham gliserinin, kritik altı ve kritik üstü su ortamında CH4 ve/veya H2 gibi temiz enerji kaynağı olarak değerlendirilebilir gaz ürünler ile allilalkol, akrolein, asetaldahit ve 1,2 propandiol gibi çeşitli son ve ara ürünlerin üretiminde kullanılan değerli organik bileşiklerin üretilebilirliği araştırılmıştır.Süperkritik su gazlaştırma çalışmaları, hazırlanan katalizör-gliserin (veya model ham gliserin) karışımı çözeltilerinden 15 mL kullanılarak, 0.1 L hacmindeki otaklavda yapılmıştır. Katalizör olarak ZnSO4.7H2O, Zn(HSO4)2, Trona, Boraks, NaHSO4, Na2SO4 kullanılmıştır ve kullanılan katalizörlerin konsantrasyonları, gliserin konsantrasyonunun %10'udur. Saf ve ham gliserinin hedeflenen sıvı ve gaz ürünlere dönüşümündeki sıcaklık, basınç, ve katalizörün etkileri araştırılmıştır.Deneylerin sonucunda oluşan ürünlerin gaz fazındaki H2, CH4, CO2, CO ve C2-C4 hidrokarbonlar, TCD ve FID dedektörlere sahip kapiler gaz kromatografi cihazı ile belirlenmiştir. Oluşan sıvı ürünlerin toplam organik karbon miktarı TOC analizörü ile ölçülmüştür.
Özet (Çeviri)
In recent years, biodiesel production in Turkey has been increased so that it takes the fourth rank among the European countries in terms of capacity and it is predicted that this production rate will increase in the future. This situation reminds also the glycerol evaluation problem which is the by product of biodiesel production. Aqueous phase that includes glycerol, methanol and salts are discharged as waste water by many low capacity biodiesel plants. It causes pollution as well as the economical losses.In many fields, especially in cosmetics and medicine, glycerol of high purity is used, and this requirement is still met by the saponification and synthesis methods.There is an ascending biodiesel production in the world as in Turkey, which causes also an increase of the by product, glycerol. The amount of glycerol produced in this way exceeds the demand and this situation makes it certain that new usage areas should be found. There are many countries that have already started extensive studies, especially USA, Japan, and EU countries. In this sense, European Union 7th Framework Program supports the studies on increasing the efficiency of biodiesel plants by consuming the crude glycerol in order to obtain liquid and gaseous energy sources as well as some other valuable chemicals.The main methods for evaluating the crude glycerol are pyrolysis, reforming by water vapor, dehydration, sub and super critical water gasification.Turkey is one of the leading biodiesel producer countries among the Europe already, and planning to increase the production rate, thus, the evaluating possibilities were investigated in this project. First, pure glycerol, then crude glycerol was used in this project. Crude glycerol was modeled in the laboratory with respect to the aqueous phase formed in biodiesel production, and used during the experiments.The production possibilities of clean energy sources such as H2 and/or CH4 and some other valuable chemicals such as allyalcohol, acrolein, acetaldehyde, 1,2 propanediol that are used to produce various midproducts and final products in the sub and supercritical water medium by using crude glycerol prepared in the laboratory.Supercritical water gasification studies were carried out in 0,1 L autoclave within 15 mL of stock solution ( At 600°C, 12 mL of stock solution was used instead of 15 mL due to security reasons). ZnSO4.7H2O, Zn(HSO4)2, Trona, Borax, NaHSO4, Na2SO4 were used as catalyst. The effects of temperature, pressure, and catalysts on obtaining the expected liquid and gaseous products by using pure and crude glycerol were investigated.The gaseous products (H2, CH4, CO2, CO, and C2-C4 hydrocarbons) we obtained during the experiment were analyzed by capillary gas chromatography with TCD and FID detectors. Organic carbon content of the products in liquid phase was analyzed by TOC analyzer.
Benzer Tezler
- Hydrogen and/or methane production from glycerol using catalytic gasification processes with phosphoric acid and salts of phosphoric acid in supercritical water
Kritik üstü suda fosforik asit ve fosforik asit tuzları ile katalitik gazlaştırma işlemleriyle gliserinden hidrojen ve/veya metan üretimi
GÜRAY YILDIZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
EnerjiEge ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT BALLİCE
PROF. DR. MİTHAT YÜKSEL
- Hydrogen and/or methane production from glycerol using catalytic gasification processes with activated carbon catalyts in supercritical water
Kritik üstü suda aktif karbon katalizörleri ile katalitik gazlaştırma işlemleriyle gliserinden hidrojen ve/veya metan üretimi
NİHAL CENGİZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
Kimya MühendisliğiEge ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT BALLİCE
PROF. DR. MİTHAT YÜKSEL
- Production of hydrogen and bio-oil from biomass wastes
Biyokütle atıklarından hidrojen ve biyoyağ üretimi
GÖZDE DUMAN
Doktora
İngilizce
2015
KimyaEge ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. JALE YANIK
DOÇ. DR. MUSTAFA EMRULLAHOĞLU
- Development of selective iron-based fischer-tropsch catalysts to light olefins
Hafif olefinler için seçici demir bazli fischer-tropsch katalizörlerinin geliştirilmesi
YASEMİN FATİH AGHDAEI
Doktora
İngilizce
2023
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSNÜ ATAKÜL
DOÇ. DR. ALPER SARIOĞLAN
- Buhar reformasyonu ile doğal gaz, LPG ve nafta'dan hidrojen üretimi
Hydrogen production by steam reforming of natural gas, LPG & naphtha
ENDER TAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. REHA YAVUZ