Geri Dön

Silika destekli katalizörler varlığında alternatif yakıt üretimi: Dimetil eter - metanol

Alternative fuel production in the presence of supported silica catalysts: Dimethyl ether - methanol

  1. Tez No: 633760
  2. Yazar: MERVE ÇELİK
  3. Danışmanlar: PROF. DR. NURAY OKTAR
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2020
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Gazi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 144

Özet

Yüksek lisans tezi kapsamında, alternatif temiz yakıt olarak sentez gazından DME / MeOH üretimi katalizör çiftleri varlığında gerçekleştirilmiştir. Çalışmada doğrudan yöntem ile DME üretiminde kullanılan katalizör çiftlerinin, metanol dehidrasyon reaksiyonunda aktif olan asidik karakterli bileşeni sentezlenmiştir. Bu kapsamda hidrotermal yöntem kullanılarak mezogözenekli SBA-15 destek malzemesi hazırlanmıştır ve SBA-15'in yapısına emdirme yöntemi kullanılarak kütlece farklı oranlarda (%5, 10 ve 25) STA ilave edilmiştir. Metanol sentez katalizörü olarak ise CuO/ZnO/Al2O3 içerikli ticari HifuelR-120 (HF) katalizörü kullanılmıştır. Aktiviteleri incelenen katalizör çiftleri metanol sentez ve metanol dehidrasyon katalizörlerinin kütlece 1/1 oranında fiziksel karışımı ile hazırlanmıştır. Hazırlanan katalizörlerin yapısal ve fiziksel özelliklerinin belirlenmesi amacı ile N2 adsorpsiyon-desorpsiyon, XRD, SEM-EDS, TPR, piridin adsorplanmış FTIR ve TG analizleri gerçekleştirilmiştir. Katalizörlerin basınca dayanıklı sürekli akış dolgulu kolon reaktör sisteminde 275oC sıcaklık, 50 bar basınç, H2/CO = 1/1 sabit molar besleme oranı ve 50 ml/dk akış hızı reaksiyon koşulları kullanılarak aktivite test çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Hazırlanan katalizör çiftleri arasında en yüksek katalitik aktivite değerine HF/25STA@SBA-15 katalizörü ile ulaşılmıştır. HF/25STA@SBA-15 katalizör çifti varlığında %41,1 CO dönüşümü ve %56,6 DME seçiciliği elde edilmiştir. Çalışmada HF/25STA@SBA-15 katalizör çifti varlığında 30-50 bar basınç ve 200-300oC sıcaklık aralığındaki reaksiyon parametrelerinin aktiviteye etkisi de incelenmiştir. Optimum reaksiyon sıcaklığı ve basıncı sırasıyla 275oC ve 50 bar olarak belirlenmiştir. Ayrıca doğrudan DME sentezinde oluşan CO2 gazının reaksiyondan uzaklaştırılması için HF/25STA@SBA-15 katalizör çifti ile birlikte kütlece 1/15 oranında kullanılan Huntitin 275oC sıcaklık ve 50 bar basınç reaksiyon koşullarında DME seçiciliğine etkisi incelenmiştir. HF/25STA@SBA-15/Huntit varlığında gerçekleştirilen aktivite test çalışmasında Huntitin CO2 tutma kapasitesinin reaksiyon süresince giderek azaldığı görülmüştür. Huntit varlığında gerçekleştirilen aktivite testi sonucunda ortalama CO dönüşümü ve DME seçiciliği sırasıyla %41,7 ve %56,8 olarak elde edilmiştir. Çalışma kapsamında sentez gazından doğrudan DME üretimi tek bir reaktörde gerçekleştirilerek metanol sentez reaksiyonun termodinamik sınırlamaları bertaraf edilmiştir ve daha yüksek CO dönüşümüne ulaşılmıştır.

Özet (Çeviri)

Within the scope of the master thesis, production of DME/MeOH from synthesis gas as an alternative clean fuel was carried out in the presence of admixed catalyst pairs. In this study, the acidic component of the catalyst pairs used in direct synthesis of DME, which is active in the methanol dehydration reaction, was synthesized. For this purpose, the mesoporous SBA-15 support material was synthesized by hydrothermal method and STA incorporated into the structure of SBA-15 in different ratios by mass (5, 10 and 25%) by using impregnation method. Commercial HifuelR-120 catalyst containing CuO/ZnO/Al2O3 was used as a methanol synthesis catalyst. The admixed catalyst pairs used in this study were prepared with physically mixture of methanol synthesis and methanol dehydration catalysts by 1/1 mass ratio. N2 adsorption-desorption, XRD, SEM-EDS, TPR, pyridine adsorbed FTIR and TG analyzes were performed to determine the structural and physical properties of the prepared catalysts. Activity tests of catalysts were carried out in a pressure resistant fixed bed tubular reactor experiment system by using 275oC temperature, 50 bar pressure, 50 ml/min flow rate with syngas feed composition H2/CO = 1/1 molar ratio as a reaction parameters. Among the prepared catalyst pairs, HF/25STA@SBA-15 catalyst pair exhibited highest catalytic activity values with 41.1% CO conversion and 56.6% DME selectivity. In the presence of HF/25STA@SBA-15 catalyst pair, the effect of reaction parameters on the activity in the pressure range of 30-50 bar and temperature range of 200-300oC was also investigated. The optimum reaction temperature and pressure were determined as 275oC and 50 bar, respectively. Also, Huntite as a sorbent was used in mass ratio of 1/15 with HF/25STA@SBA-15 catalyst pair to remove CO2 gas formed in DME synthesis from the reaction medium. And the effect of sorbent on CO conversion and DME selectivity at 275oC temperature and 50 bar pressure reaction conditions was investigated. In the activity test performed in the presence of HF/25STA@SBA-15/Huntite, CO2 sorption capacity of Huntite was gradually decreasing during the reaction period. As a result of the activity test performed in the presence of sorbent, the average CO conversion and DME selectivity were obtained as 41.7% and 56.8%, respectively. In the study, the direct synthesis of DME from synthesis gas was carried out in a single reactor, and the thermodynamic limitations of the methanol synthesis reaction were overcome, thus higher CO conversion was achieved.

Benzer Tezler

  1. Nikel ve molibden içerikli katalizörler varlığında hidrojen üretimi

    Production of hydrogen in the presence of nickel and molybdenum containing catalystst

    NİSA ÖZBEN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Kimya MühendisliğiGazi Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. KIRALİ MÜRTEZAOĞLU

  2. Glycerol etherification with isobutene for the production of fuel additives

    Gliserolün izobüten ile eterleşmesiyle yakıt katkısı üretimi

    ÖZGE DENİZ BOZKURT

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Kimya MühendisliğiKoç Üniversitesi

    Kimya ve Biyoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ALPER UZUN

  3. Biyokütle kaynağından alternatif yakıt üretimi

    Alternative fuel production from biomass

    NURBANU ÇAKIRYILMAZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Kimya MühendisliğiGazi Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NURAY OKTAR

  4. NİKEL İÇERİKLİ TUD-1 VE Al-TUD-1 DESTEKLİ KATALİZÖRLERİN SENTEZİ, KARAKTERİZASYONU VE HİDROJEN ÜRETİM ÇALIŞMALARINDA PERFORMANSLARININ BELİRLENMESİ

    Synthesis, characterization and determination of catalytic performance of nickel-based TUD-1 VE Al-TUD-1 catalysts in hydrogen production

    MERVE ORUÇ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Kimya MühendisliğiGazi Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. KIRALİ MÜRTEZAOĞLU

  5. Gliserin tersiyer eterlerinin sentezi ve reaksiyon kinetiğinin incelenmesi

    Synthesis of glycerol tertiary ethers and investigation of reaction kinetics

    NALAN ÖZBAY

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    Kimya MühendisliğiGazi Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. NURAY OKTAR

    PROF. DR. GÜLŞEN DOĞU