Geri Dön

İyonik sıvı-amin ikili sisteminin Co2 absorpsiyonu kinetiği

Kinetics of Co2 absorption of ionic liqud-amine dual system

  1. Tez No: 372805
  2. Yazar: MERVE ÖZKUTLU
  3. Danışmanlar: PROF. DR. HÜLYA YAVUZ ERSAN, PROF. DR. ERDOĞAN ALPER
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2014
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 145

Özet

Karbon dioksitin yakalanmasında kullanılan ticari alkanol amin proseslerinin yüksek rejenerasyon enerjisi gerektirmesi, çözücü kayıpları, korozif etki gibi dezavantajları bulunmaktadır. Bu dezavantajları indirgemek için farklı çözücülerin avantajlarının birleştirilmesini hedefleyen ikili sistemler geliştirilmiştir. Bu tez çalışması kapsamında hekzanol ortamında iyonik sıvı - DEA ve iyonik sıvı - DBU ikili sistemlerinin kinetik performansları incelenmiştir. Bu çalışmada iyonik sıvı olarak düşük viskoziteli, CO2 çözünürlüğü ve seçiciliği yüksek olan 1-butil-3-metil imidazolyum bis(trifulorometilsulfonil)imid ([bmim][Tf2N]) tercih edilmiştir. Amin olarak dietanol amin (DEA) ve organik tutucu olarak 1.8-diazabicyclo 5.4.0 undec-7-ene (DBU) tercih edilmiştir. Gaz-sıvı temas reaktöründe gerçekleştirilen çalışmalarla farklı kütlece yüzdelere sahip ikili sistemlerin absorpsiyon kapasitesi ve başlangıç absorpsiyon hızı değerleri hesaplanmıştır. Gerçekleştirilen ardışık absorpsiyon ve desorpsiyon işlemleri sonrasında gözlemlenen performans kayıpları değerlendirilmiştir. Termal gravimetrik analiz yöntemiyle ikili sistemlerin en uygun desorpsiyon sıcaklıkları belirlenmiş, yapılan FT-IR analizleriyle de ikili sistemler karbon dioksit arasında gerçekleşen tepkimelerin tersinir olduğu tespit edilmiştir. Son olarak durdurulmuş akış reaktörü ile farklı derişim ve sıcaklıklarda ikili sistemlerin birinci derecemsi tepkime hız sabitleri ölçülmüştür. Bu hız sabitlerinden yararlanarak ve üç moleküllü tepkime mekanizması eşitlikleri kullanılarak ileri yöndeki tepkime hız sabitleri hesaplanmıştır. DBU'nun DEA'ya göre daha hızlı tepkimeye girdiği tespit edilmiştir. Çalışma sonucunda artan DEA ve DBU miktarının çözeltilerin absorpsiyon kapasitesi ve hızını arttırdığı, artan iyonik sıvı miktarının çözeltilerin termal kararlılığını arttırdığı tespit edilmiştir. 1 mol amin başına 0.76 mol CO2 yakalayan iyonik sıvı - DBU ikili sisteminin literatürdeki çalışmalara göre daha üstün absorpsiyon kapasitesine sahip olduğu bulundu.

Özet (Çeviri)

Commercial alkanol amine processes which used for carbon dioxide capture, have some disadvantages such as high regeneration energy requirement, solvent losses and corrosiveness. Dual system that aims to combine advantages of different solutions has been developed in order to reduce this disadvantages. In this study, kinetic performances of ionic liquid – DEA and ionic liquid – DBU dual systems in hexanol media has been studied. In this study, 1-butyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide ([bmim][Tf2N]) has been preferred as an ionic liquid for its low viscosity, high CO2 solubility and selectivity. Diethanol amine (DEA) and 1.8-diazabicyclo 5.4.0 undec-7-ene (DBU) has been preferred as an amine and CO2 binding organic liquid. Absorption capacity and initial absorption rate of dual systems with different weight percent have been calculated from the works on gas-liquid contact reactor. Performance loses after cyclic absorption - desorption processes have been evaluated. Optimum desorption temperatures of dual system have been determined by thermal gravimetric analysis. Also by FT-IR analysis, It has been determined that the reaction between carbon dioxide and dual system is reversible. Finally, pseudo first order reaction rate of dual systems have been measured at stop flow reactor at different concentrations and temperatures. By using termolecular reaction mechanism equations, constants of the forward reaction had been calculated. The rate constant of DBU was found higher than the rate constant of DEA. In this study it has been reached that increasing of DEA and DBU amount leads to increasing absorption capacity and absorption rate, increasing ionic liquid amount leads to increasing thermal stability. It has been found that ionic liquid - DBU dual system has higher absorption capacity than literature with a capacity of 0.76 mol CO2 per 1 mole amine.

Benzer Tezler

  1. 1-Bütil-3 Metilimidazolyumhekzaflorofosfat bileşiği kullanılarak karboksilli asitlerin reaktif ekstraksiyon yöntemi ile ayrılmasının incelenmesi

    Investigation of separation carboxylic acids by reactive extraction method using 1-Butyl 3-Methylimidazolium Hexafluorophosphate compound

    AHMET ÇEVİK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Kimya Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. YAVUZ SELİM AŞÇI

  2. Yeni geliştirilen co2 tutan organik sıvıların absorpsiyon ve ultrasonik desorpsiyon performanslarının incelenmesi

    The investigation of absorption and ultrasound-assisted desorption of carbon dioxide from novel co2 binding organic liquids

    YASEMİN KELEŞ YAVUZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Kimya MühendisliğiHacettepe Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HÜLYA YAVUZ ERSAN

  3. İyonik sıvı - CO2 tutan organik sıvı hibrit çözücü sistemlerinin karbon dioksit absorplama performansının incelenmesi

    The investigation of carbon dioxide absorption performance of ionic liquid - CO2 binding organic liquid hybrid solvent systems

    BARAN ARSLAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2012

    Kimya MühendisliğiHacettepe Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ERDOĞAN ALPER

  4. İyonik sıvıda amin ve ester oluşumu

    Formation of amines and esters in ionic liquids

    ÖZLEM ÖZEROĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2009

    Kimyaİnönü Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. YETKİN GÖK

  5. Synthesis of ionic liquid crystal dendrimers and investigation of their mesomorphic properties

    İyonik sıvı kristal dendrimerlerin sentezi ve mezomorfik özelliklerinin incelenmesi

    HARUN NEZİH TÜRKÇÜ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    KimyaYıldız Teknik Üniversitesi

    Organik Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. METİN TÜLÜ