A study on catalytic dimethyl ether production from synthesis gas with CO2
CO2 iceren sentez gazından dimetil ether üretimi
- Tez No: 651173
- Danışmanlar: PROF. DR. AHMET KERİM AVCI, PROF. DR. ZEYNEP İLSEN ÖNSAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 102
Özet
Increasing concerns on the emissions of hazardous species have boosted efforts towards development of cleaner alternatives of the conventional, crude-oils based fuels. In this respect, dimethyl ether (DME) is envisioned as a promising replacement of the present fuels due its numerous benefits such as non-toxicity, SO2 and soot free combustion and compatibility with the existing fuel distribution and processing infrastructures. DME synthesis involves conversion of synthesis gas (H2+CO+CO2) on methanol synthesis and dehydration catalysts. If catalysts are present in the same reactor, used method is called direct DME synthesis, otherwise is called indirect DME synthesis. The present study involves the direct route, i.e. the physical mixture of Cu-ZnO/γ-Al2O3 and γ-Al2O3, catalysts for methanol synthesis and dehydration, respectively. Synthesis gas (syngas) is formulated either as CO+H2 or CO2+H2, with the latter being much less studied and technically more difficult. Catalyst configuration, GHSV and pressure tests were conducted when the carbon source in syngas was CO. Replacement of CO with CO2 necessitated a more active dehydration catalyst, which was obtained by impregnating PTA on γ-Al2O3. Relative amounts of the catalysts and molar inlet H2/CO2 ratio were also studied as additional parameters. Moreover, sorption assisted CO2-to-DME conversion was also investigated. For the mixed configuration of catalysts and sorbent (Zeolite 3A), 30 wt.% PTA impregnation on γ-Al2O3 and 3 g sorbent addition were found as the optimum case at 225 0C, 30 bar, H2/CO2 = 3, dehydration to synthesis catalysts ratio = 2, GHSV = ∼ 1750 h-1. Sorbent addition led to a notable increase in CO2 conversion and DME yield without sacrificing from the exit DME molar flow rate. Sorption capacity recovery of the sorbent upon regeneration was also investigated.
Özet (Çeviri)
Zararlı maddelerin emisyonlarına karsı artan kaygı geleneksel fosil yakıtlara alternatif temiz yakıt ̈uretimi icin olan ̧calısmaları arttırmaktadır. Bu baglamda, dimetil ether (DME)'in toksik olmaması, yanması sonucu SO2 ve is uretmemesi ve mevcut yakıt dagıtım ve isleme altyapısıyla uyumlu olmasından DME guncel yakıtların yerini almak icin umut vaat etmektedir. DME sentezi sentez gazının (H2+CO+CO2) metanol sentez ve dehidrasyon katalizorleri ̈uzerinde donusumunu icermektedir. Katalizorler aynı reaktorde mevcutsa kullanılan metoda direkt DME sentez metodu denir diger turlu metoda indirekt DME sentez metodu denmektedir. Mevcut calısma sırasıyla metanol sentez ve dehidrasyon katalizorleri olan Cu-ZnO/γ-Al2O3 ve γ-Al2O3'nın fiziksel olarak karıstırıldıgı direkt metodu icermektedir. Sentez gazı CO+H2 ya da CO2+H2 olarak hazırlanmaktadır ve ikinci formulasyon teknik olarak daha zor olmakla beraber daha az ̧calısılmıstır. Katalizor konfigurasyon, GHSV ve basınc testleri sentez gazındaki karbon kaynagı CO iken yapılmıstır. CO'in yerine CO2'in kullanılması daha aktif dehidrasyon katalizoru olan PTA emdirilmis γ-Al2O3'nın kullanılmasını gerektirmistir. Katalizorlerin gorece miktarları, giris molar H2/CO2 oranıyla beraber ek parametreler olarak calısılmıstır. Sorban destekli CO2'tan DME sentezi ayrıca incelenmistir. Katalizorler ve sorbanın (Zeolite 3A) karısık oldugu durum icin 225 0C'de ve 30 bar'da, H2/CO2 = 3, dehidrasyon katalizorune sentez katalizoru oranı = 2, GHSV = ∼ 1750 h-1 iken agırlıkca %30 PTA emdirilmis γ-Al2O3 ve 3 g sorban ilavesi optimum durum olarak tespit edilmistir. Sorban ilavesi cıkıs DME molar akıs miktarından feragat etmeden CO2 donusumunu ve DME verimini dikkate deger miktarda arttırmak icin onemli bulunmustur. Ayrıca, sorbanın yenilemeden sonra kapasitesinin geri donusumu incelenmistir.
Benzer Tezler
- Silika destekli katalizörler varlığında alternatif yakıt üretimi: Dimetil eter - metanol
Alternative fuel production in the presence of supported silica catalysts: Dimethyl ether - methanol
MERVE ÇELİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Kimya MühendisliğiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURAY OKTAR
- Su buharı ile modifiye edilen H-25M-S katalizörlerle MTBE sentezi
Başlık çevirisi yok
ALPER SARIOĞLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE ERDEM-ŞENATALAR
- Potasyum ve çinko metallerinin TiO2 destekli demir katalizörüne eklenmesinin Fischer tropsch sentezi ile hafif olefin üretimine etkilerinin araştırılması
Study of effects of potassium and zinc metals on TiO2 supported iron catalysts for production of light olefins by Fischer tropsch synthesis
UTKU BURGUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN CAN OKUTAN
- Elektrokromik uygulamalara yönelik tiyofen içeren rutenyum komplekslerinin sentezi
Synthesis of ruthenium complexes containing thiophene derivatives for electrochromic applications
HAJAR SULTANOVA