H2S'ün elementel kükürde seçici oksidasyonu için yeni y katkılı fe katalizörü geliştirilmesi ve aktivitesi
Development and activity of new y doped fe catalyst for selective oxidation of H2S to elemental sulfur
- Tez No: 598808
- Danışmanlar: PROF. DR. SENA YAŞYERLİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 148
Özet
Endüstriyel ihtiyaçlarla birlikte artış gösteren petrokimya ve çeşitli üretim tesislerinden H2S gazı açığa çıkmaktadır. Zehirli, korozif, insan ve çevre sağlığı için zararlı olan H2S, SuperClaus prosesinde gerçekleştirilen seçici oksidasyon tepkimesiyle ekonomik değeri olan elementel kükürde dönüştürülebilmektedir. Bu çalışmada, H2S'ün seçici oksidasyonu için yüksek aktiviteye sahip, kararlı ve yeni bir katalizör geliştirilmesi amaçlanmış ve Y-Fe katalizörleri sentezlenmiştir. Y:Fe molar oranı sırasıyla 1:0, 1:1 ve 1:4 olan Y100, Y50Fe50 ve Y20Fe80 katalizörleri, kompleksleştirme yöntemiyle hazırlanmıştır. Kütlece %10 aktif faz içeren, ticari alümina ile desteklenen [email protected] ve [email protected] katalizörleri, ıslak emdirme yöntemi ile sentezlenmiştir. Katalizörlerin yapısal ve fiziksel özellikleri XRD, N2 adsorpsiyon-desorspiyon, EDS, SEM ve TPR analizleri ile belirlenmiştir. XRD analizleri ile, Y100 katalizöründe Y2O3, amorf yapı sergileyen Y50Fe50 katalizöründe Y2O3 ve Y3Fe5O12, amorf olan Y20Fe80 katalizöründe Y2O3 ve -Fe2O3 yapıları tespit edilmiştir. [email protected] ve [email protected] katalizörlerinde, baskın faz γ-alüminadır. [email protected] katalizörünün yapısında γ-alümina ile birlikte -Fe2O3 formu saptanmıştır. Demir ilavesi, Y-Fe katalizörlerinin indirgenme özelliğini ve yüzey alanını yükseltmiştir. Katalizörler, dolgulu kolonda, öncelikle 250°C ve stokiyometrik O2/H2S gaz bileşiminde denenmiştir. En yüksek katalitik aktiviteyi 120 dakikalık deney süresince Y20Fe80 katalizörü sergilemiştir. Katalitik aktivitenin geliştirilmesi amacıyla destek malzemesi ile hazırlanan [email protected] ve [email protected] katalizörlerinin aktivite deneyleri sonucunda ticari alümina desteğinin, katalizörün katalitik aktivitesini geliştirdiğini göstermiştir. Y-Fe katalizörleri, 200-300°C'de, O2/H2S: 0-2 içeren gaz bileşimlerinde de test edilmiş, aktivite deneyleri sonrasında gerçekleştirilen XRD analizleri ile mevcut yapılarını korudukları görülmüştür. Tüm tepkime şartlarında en yüksek aktiviteyi sağlayan Y20Fe80 katalizörü, uzun ömürlülük deneyinde 500 dakika süresince %100 H2S dönüşümü ve elementel kükürt seçiciliği sergileyerek kararlı yapısını uzun süre korumuştur.
Özet (Çeviri)
H2S gas is emitted from petrochemical and various production facilities as a result of increasing industrial needs. H2S, which is toxic, corrosive and harmful to human and environment health, can be converted to elemental sulfur having an economic value through selective oxidation reaction within SuperClaus process. In this study, it was aimed to develop highly active, stable and new catalysts for selective oxidation of H2S and Y-Fe catalysts were synthesized. Y100, Y50Fe50 and Y20Fe80 catalysts with Y:Fe molar ratio of 1:0, 1:1, and 1:4 respectively were prepared by using complexation method. [email protected] and [email protected] catalysts contaning 10% (weight) active phase and supported by commercial alumina were synthesized by wet impregnation method. The structural and physical properties of the catalysts were determined by XRD, N2 adsorption-desorsption, EDS, SEM and TPR analyses. By XRD analysis, Y2O3 in Y100 catalyst, Y2O3 and Y3Fe5O12 in Y50Fe50, Y2O3 and -Fe2O3 structures in Y20Fe80 catalyst were determined. In [email protected] and [email protected] catalysts' structure found as γ-alumina. In [email protected] Y2O3 form is detected within the predominant phase γ-alumina. Iron additive increased the reduction property and surface area of Y-Fe catalysts. Catalysts tested in the packed column, were primarily tested at 250°C and in the stoichiometric O2/H2S gas composition. Y20Fe80 catalyst exhibited the highest catalytic activity for a period of 120 minute experiment. The activity test results of [email protected] and [email protected] catalysts have shown that the commercial alumina support improves the catalytic activity of the catalyst. Y-Fe catalysts were tested in the gas composition containing O2 / H2S: 0-2 at 200-300°C, and following the activity tests, it was observed that the existing structures were protected by XRD analyses. The Y20Fe80 catalyst has maintained its stable structure, which provides the highest activity under all reaction conditions, exhibited 100% H2S conversion and elemental sulfur selectivity for 500 minutes in the long term test.
Benzer Tezler
- Al-MCM-41 destekli Fe-Zr katalizörlerinin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of Al-MCM-41 supported Fe-Zr catalysts
EDA KOPRAMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Kimya MühendisliğiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SENA YAŞYERLİ
- H2S'ün elementel kükürde seçici oksidasyonu için katalizör geliştirilmesi
Development of catalyst for the selective oxidation of H2S to elemental sulfur
YUSUF CAMBAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Kimya MühendisliğiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NAİL YAŞYERLİ
- Hidrojen sülfürün elementel kükürde seçici oksidasyonu için Ni, V, Ce içeren katalizörlerin geliştirilmesi
Development of catalysts containing Ni, V, Ce for the selective oxidation of hydrogen sulfur to elemental sulfur
DİLŞAD DOLUNAY ESLEK KOYUNCU
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
Kimya MühendisliğiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SENA YAŞYERLİ
- H2S'ün uzaklaştırılması için katalizör/sorbent geliştirilmesi
Development of catalyst/sorbent for removal of H2S
HACI MEHMET TAŞDEMİR
Doktora
Türkçe
2014
Kimya MühendisliğiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NAİL YAŞYERLİ
- Al-Ti-Ce katalizörlerinin hazırlanması ve H2S'ün seçici katalitik oksidasyonu ile elementel kükürt eldesi için aktivite testleri
Preparation of Al-Ti-Ce catalysts and activity tests for selective oxidation of H2S to elemental sulfur
YAVUZ YAĞIZATLI
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Kimya MühendisliğiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SENA YAŞYERLİ