Investigation of CO hydrogenation catalysts for direct synthesis of dimethyl ether
Doğrudan dimetil eter sentezi için karbon monoksit hidrojenasyon katalizörlerinin incelenmesi
- Tez No: 371762
- Danışmanlar: DOÇ. DR. AHMET KERİM AVCI, PROF. DR. ZEYNEP İLSEN ÖNSAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 104
Özet
Bu çalışmanın amacı, iki aktif merkezli, metanol sentez ve metanol dehidrasyon fonksiyonlarını içeren, doğrudan dimetil eter sentez katalizörlerinin hazırlanması ve denenmesi olarak belirlendi. Katalizör yatakları, sentez ve dehidrasyon fonksiyonlarını içeren 2wt%Pd-20wt%CeO2/γ-Al2O3 katalizörün dışında, metanol sentez katalizörleri (Cu/ZnO/Al2O3, ticari Cu–Zn bazlı HiFUEL R120) ile methanol dehidrasyon katalizörlerinin (γ-Al2O3, MCM- 41 tipi SiO2/Al2O3, zeolit, fosfotungstik asit hidrat (PTA) and 20wt%CeO2/δ-Al2O3) fiziksel olarak karıştırılmasıyla hazırlanmıştır. 650 0C sıcaklık ve 100 bar basıncına kadar çıkabilen Autoclave Engineers şirketinin BTRS-Jr-PC reaksiyon sistemi kullanılmıştır. Parametrik çalışmalar önce HiFUEL R120 ile δ-Al2O3 katalizörlerinin fiziksel karıstırılarak karakterize edilen yatak konfigürasyonu üzerinde gerçekleştirilmiştir. Bu katalizörün aktivite ve seçicilik deneylerinde kullanılan parametreler sıcaklık, basınç, besleme gazı kompozisyonu ve metal ve asit katalizörünün ağırlıkça oranı olarak seçilmiştir. Buna ek olarak, aynı anda çöktürme yöntemiyle hazırlanan CuO/ZnO/Al2O3 katalizörünün, δ-Al2O3 ile fiziksel olarak karıştırılmasıyla hazırlanan iki aktif merkezli katalizör 250 ve 300 0C sıcaklık aralığında test edilmiştir. İzleyen deneyler 34 bar basıncında, 275 0C sıcaklığında ve CO/H2/N2 =32/64/4 besleme gazı kompozisyonunda test edilmiştir. En yüksek DME seçiciliği (49.1%), HiFUEL R120 ile δ-Al2O3 katalizörlerinin fiziksel karıstırılarak hazırlanmış olan yatak konfigürasyonu üzerinde 34 bar , 275 0C ve CO/H2/N2 =48/48/4 besleme gazı kompozisyonunda yürütülen deneyler sonucunda elde edilmiştir. CZA/ δ-Al2O3 katalizörü HiFUEL R120/ δ-Al2O3 katalizöründen daha düşük aktivite göstermiştir. SiO2/Al2O3, zeolit, PTA and 2wt%Pd-20wt%CeO2/ γ-Al2O3 katalizörlerinin aktivite deneylerinde çoğunlukla metan and karbon dioksit oluşumu gözlenmiştir. En düşük DME seçiciliği HiFUEL R120/ zeolit deneylerinde saptanmıştır. Seryum oksitle ile modifiye edilmiş δ-Al2O3 katalizörü modifiye edilmeyen δ-Al2O3 katalizöründen daha düşük katalitik aktivite göstermiştir.
Özet (Çeviri)
The aim of this work was to prepare and test bi-functional direct DME synthesis catalysts, including commercial ones, involving methanol synthesis and methanol dehydration functions. Catalyst beds were prepared by physical mixing of methanol synthesis catalysts (Cu/ZnO/Al2O3, commercial Cu–Zn based HiFUEL R120) with methanol dehydration catalysts (δ-Al2O3, MCM-41 type SiO2/Al2O3, zeolite, phosphotungstic acid hydrate and 20wt%CeO2/δ-Al2O3) except a case in which the bed was composed of only of 2wt%Pd-20wt%CeO2/ γ-Al2O3, which included synthesis and dehydration functions. The Autoclave Engineers' BTRS-Jr-PC reaction system that can handle pressures up to 100 bar and temperatures up to 650 0C was used in the experiments. Parametric studies were first conducted on the bed configuration characterized by physical mixing of commercial Cu–Zn based catalyst, denoted as HiFUEL R120, with δ-Al2O3, methanol dehydration catalyst. The reaction temperature and pressure, feed composition, metal to acid catalyst weight ratio (=mass of methanol synthesis catalyst/mass of methanol dehydration catalyst) were the parameters used in activity and selectivity tests of this catalyst. In addition, the bi-functional catalyst prepared by physical mixing of an in-house, co-precipitated CuO/ZnO/Al2O3 catalyst, denoted as CZA, with δ-Al2O3 was also tested in the temperature range of 250-300 0C. Subsequent experiments were performed at 34 bar and 275 0C for a feed composition of CO/H2/N2=32/64/4. Highest DME selectivity (49.1%) was observed over the bed configuration involving the physical mixture of HiFUEL R120 with δ-Al2O3 catalysts operating at 34 bar and at 275 0C with a molar feed composition of CO/H2/N2=48/48/4. CZA/ δ-Al2O3 catalyst showed lower catalytic activity in comparison with HiFUEL R120/ δ-Al2O3 catalyst. Methane and CO2 formation were observed significantly over SiO2/Al2O3, zeolite, PTA and 2wt%Pd-20wt%CeO2/ γ-Al2O3 catalysts. HiFUEL R120/ zeolite showed the lowest DME selectivity. The modified δ-Al2O3 with cerium oxide showed lower catalytic activity than unmodified one.
Benzer Tezler
- Structure-performance relationships in ionic liquid-coated supported iridium catalysts: Effects of metal nuclearity, support type, and ionic liquid structure on catalytic performance
İyonik sıvı kaplı destekli iridyum katalizörlerinin yapı performans ilişkisinin incelenmesi: Metal parçacık boyutunun, destek malzemesi çeşidinin ve iyonik sıvı yapısının katalitik performansa etkisi
MELİKE BABUCCİ
Doktora
İngilizce
2019
Kimya MühendisliğiKoç ÜniversitesiKimya ve Biyoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALPER UZUN
- 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
- Linyit ve ayçiçek yağının birlikte pirolizi
Başlık çevirisi yok
SAİT TAŞÇI
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. A. TUNCER ERCİYES
- Farklı demir öncüllerinin ve seryum fonksiyonlarının FT-olefin performansına olan etkilerinin incelenmesi
Investigation the effect of different iron precursor and cerium functions on FT-olefin performance
DENİZ BİLGİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ GAMZE GÜMÜŞLÜ GÜR
- Modifiye polianilin elektrodun metanol ve etilen glikol oksidasyonunda katalitik özelliklerinin incelenmesi
Başlık çevirisi yok
FEHMİ FIÇICIOĞLU
Doktora
Türkçe
1998
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimyagerlik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİGEN KADIRGAN