Thermal characterization and kinetic analyis of sara fractions of crude oils by TGA and DSC methods
TGA ve DSC methotları yoluyla ham petrollerin sara fraksiyonlarının termal karakterizasyonu ve kinetik analizi
- Tez No: 305597
- Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA VERŞAN KÖK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliği, Petroleum and Natural Gas Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2011
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 209
Özet
Bu tez çalışmasında, dört farklı petrolün ve bu petrollerin doymuş hidrokarbon, aromatik ve polar fraksiyonları iki farklı termoanalitik yöntem ile incelenmiştir. Bu metotlar termogravimetrik analiz (TGA) ve türevsel taramalı kalorimetridir (DSC). Tüm deneyler üç farklı ısıtma hızında (5, 10 and 15 °C/dk) hava kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Bütün deneyler aynı gaz akış hızında ve basıncında yapılmıştır.Çalışmanın amacı, petrol örnekleri ve fraksiyonlarının yanma özelliklerinin incelenmesi, kinetik hesaplamalar ve ısıtma hızının etkisinin belirlenmesidir.Termogravimetri (TG), türevsel termogravimetri (DTG) ve DSC yanma eğrilerinde iki farklı reaksiyon aralığı gözlemlenmiştir. Birinci reaksiyon bölgesinde numunelerin içerdiği yüksek nem ve uçucu hidrokarbonların uçtuğu, hafif hidrokarbonların yandığı, ikinci reaksiyon aralığının ise asıl yanma bölgesi olduğu anlaşılmıştır. TGA eğrilerinden, ikinci reaksiyon aralığında, polar fraksiyonların başlangıç ağırlıklarının ortalama %35'ini kaybederken doymuş hidrokarbonların ortalama %3 ünü kaybettiği gözlemlenmiştir. DSC eğrileri incelendiğinde numune ağırlaştıkça reaksiyon ısı miktarının arttığı gösterilmiştir. Petrollerin en hafif fraksiyonları olan doymuş hidrokarbonların en az reaksiyon ısısına sahip olduğu gözlemlenmiştir. Artan ısıtma hızının petroller ve fraksiyonlarında tepe sıcaklıklarında artmaya neden olduğu anlaşılmıştır.Farklı kinetik modeller kullanılarak petrollerin ve fraksiyonlarının kinetik parametereleri hesaplanmıştır. Bütün numuneler için aktivasyon enerjisi, ortalama aktivasyon enerjisi ve Arrhenius katsayısı belirlenmiştir. Bunun sonucunda da polar fraksiyonların en fazla aktivasyon enerjisine ve Arrhenius katsayısı sahip olduğu gözlemlenmiştir. Isıtma hızının aktivasyon enerjisinde herhangi bir değişikliğe neden olmadığı görülmüştür.
Özet (Çeviri)
In this thesis, four different crude oil samples and their saturate, aromatic and resin fractions were analyzed by two different thermoanalytical methods, thermogravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC). The experiments were performed at three different heating rates (5, 10 and 15 °C/min) under air atmosphere. Same gas flow rate and same pressure were applied to all samples.The aim is to determine the kinetic analysis and combustion behavior of crude oils and their fractions and also determining the effect of heating rate on all samples.For all samples two main reaction regions were observed in thermogravimetry (TG), differential thermogravimetry (DTG) and DSC curves due to the oxidative degradation of crude oil components. It was deduced that the free moisture, volatile hydrocarbons were evaporated from the crude oils, light hydrocarbons were burned and fuel was formed in the first reaction region. The second reaction region was the main combustion region where the fuel was burned. From the TGA curves, it was detected that the heavier fraction, resins, lost considerable amounts of their initial mass, approximately 35%, while saturates lost only approximately 3% of their initial mass in the second reaction region. DSC curves of the samples were also examined and observed that as the sample got heavier, the heat of the reaction increased. Saturates, lightest part of the crude oil fractions, gave minimum heat of reaction. As the heating rate increased, shift of peak temperatures to high values and higher reaction regions were observed.The kinetic analysis of crude oils and their fractions were also performed using different kinetic methods. Activation energies (E), mean activation energies (Emean) and Arrhenius constants were found for crude oils and fractions. It was deduced that the resins gave the highest activation energy and Arrhenius constant for both reaction regions. Moreover, it was encountered that heating rate has no effect on activation energies.
Benzer Tezler
- Thermal characterization and kinetics of crude oils by TGA and DSC methods
TGA ve DSC metotları yoluyla ham petrollerin termal karakterizasyonu ve kinetiği
SATI ASLI GÜNDOĞAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
Petrol ve Doğal Gaz MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiPetrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA VERŞAN KÖK
- Thermal characterization and kinetics of diesel, methanol route biodiesel, canola oil and diesel-biodiesel blends at different blending rates by TGA and DSC
TGA ve DSC ile dizel, methanol biyodizel, kanola yağı ve değişik oranlardaki dizel-biyodizel karışımlarının termal karakterizasyonu ve kinetiği
ECE HATİCE TOPA
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
EnerjiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiPetrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA VERŞAN KÖK
- Thermal characterization and gasification kinetics of thrace-Saray region coal
Trakya-Saray bölgesi kömürlerinin termal karakterizasyonu ve gazlaştırma kinetiği
BETÜL YILDIRIM
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Maden Mühendisliği ve MadencilikOrta Doğu Teknik ÜniversitesiPetrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. MUSTAFA VERŞAN KÖK
- Alkali hidroliz ön işlem uygulamasının ayçiçeği çekirdeği kabuklarının ısıl bozunma kinetiğine etkisinin incelenmesi
Effect of alkaline hydrolyse pretreatment on the thermal decomposition kinetics of sunflower seed husk
ÖZGE KARAKOYUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Kimya MühendisliğiYalova ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ GÖZDE GÖZKE AÇIKALIN
- PBMA/h-BN ve PBMA/fonksiyonelize bn nanokompozitlerinin termal ve kinetik özellikleri
Thermal and kinetic properties of PBMA/h-BN and PBMA/functionalized bn nanocomposites
MEHMET DOĞAN