Zirkonya destekli demir katalizörü ile sentez gazından olefin üretimi
Olefin production from synthesis gas with zirconia supported iron catalyst
- Tez No: 752074
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HALİT EREN FİGEN, DR. ABDULLAH ZAHİD TURAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Kimya Mühendisliği, Chemistry, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 135
Özet
Bu çalışmada, sentez gazından hafif olefinlerin (etilen, propilen, bütilen) üretimine yönelik demir (Fe) bazlı katalizörlerin geliştirilmesi hedeflenmiştir. Çalışma kapsamında, farklı yapıda olan ve farklı içeriğe sahip zirkonya malzemeleri kullanılarak, destekli katalizörler hazırlanmış ve katalitik etkinlikleri karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Katalizör destek malzemesi olarak, yüksek stabiliteye sahip ve yüksek sıcaklığa dayanıklı tetragonal ve monoklinik zirkonya (ZrO2) malzemeleri kullanılmıştır. Buna ilave olarak, tetragonal yapının seryum (Ce) ve itriyum (Y) yüklü formaları da incelenmiştir. Hazır olarak temin edilen destek malzemelerinin yapısına, aktif metal olarak %10 demir ve promotör olarak %1-2 oranında Cu, Mn, Zn, Na, Ce ve K, emdirme veya çöktürme yöntemi uygulanarak dahil edilmiştir. Bu sırada promotör, yüzey aktif madde ve çözücü gibi farklı parametrelerin etkileri de incelenmiştir. Katalizör hazırlık sürecinde uygulanan ısıl işlemlerin etkisini belirlemek amacıyla katalizöre farklı kalsinasyon (550 ℃, 650 ℃ ve 750 ℃) ve indirgeme (400 ℃ ve 500 ℃) koşulları, reaksiyon koşullarının etkisini belirlemek için farklı reaksiyon basınçları (10 bar ve 20 bar) ve sıcaklıkları (300 ℃ ve 340 ℃) uygulanmıştır. Kullanılan parametrelerin yapısal etkileri, gerçekleştirilen SEM, BET, XRD ve TPR karakterizasyonları ile incelenmiştir. Bu çalışma sonucunda çözücü olarak su kullanılmasının, %10 Fe yüklü katalizörlerin hazırlanmasının, kalsinasyon sıcaklığının 550 °C olmasının, indirgeme sıcaklığının 400 °C olmasının, reaksiyon koşullarının 10 bar ve 340 °C olmasının performansı daha iyi etkilediği görülmüştür. Ayrıca destekler arasından itriya katkılı zirkonyanın koklaşma ve deaktivasyon açısından katalizörlerin dayanıklılığını ve performansını artırdığı, olefin:parafin oranlarına göre 10Fe2Mn-1K-1Zn/Yt-ZrO2>10Fe2Zn-1K/Yt-ZrO2>10Fe2Zn-1K-1Cu/Yt-ZrO2>10Fe2Mn-1K/ Yt-ZrO2 şeklinde sıralanan katalizörlerin en yüksek dayanımı ve performansı gösterdiği ve yüzey aktif madde olarak farklı oranlarda PVA kullanımının katalizör davranışı üzerinde farklı etkileri olabildiği görülmüştür.
Özet (Çeviri)
In this study, it is aimed to develop supported iron-based catalysts for the production of light olefins from syngas. Within the scope of the study, zirconia-supported catalysts having different structures were prepared and their catalytic activities were investigated. The zirconia (ZrO2) phases studied are tetragonal and monoclinic forms, which are highly stable and resistant to high temperatures. In addition, cerium (Ce) and yttrium (Y) loaded forms of the tetragonal structure were examined. Via impregnation and precipitation methods, commercial support materials were loaded with 10% iron as active metal and 1-2% Cu, Mn, Zn, Na, Ce and K as promoter. The effects of different parameters such as promoter, surfactant and solvent were investigated. In order to determine the effect of heat treatment applied during catalyst preparation, several catalysts were prepared at different calcination (550 ℃, 650 ℃ and 750 ℃) and reduction (400 ℃ and 500 ℃) temperatures. Different reaction pressures (10 bar and 20 bar) and temperatures (300 ℃ and 340 ℃) were studied to examine the effect of reaction conditions on catalyst performance. The effects of the parameters on catalyst structure were investigated by performing SEM, BET, XRD and TPR characterizations. As a result of this study, it has been seen that the use of water as a solvent, the preparation of 10% Fe-loaded catalysts, the calcination temperature of 550 °C, the reduction temperature of 400 °C, the reaction conditions of 10 bar and 340 °C reveal a better catalytic performance. Moreover, it was observed that yttria-doped zirconia increased the durability and performance of the catalysts in terms of coking and deactivation. The best catalysts' performance in the decreasing order was: 10Fe2Mn-1K-1Zn/Yt-ZrO2>10Fe2Zn-1K/Yt-ZrO2>10Fe2Zn-1K-1Cu/Yt-ZrO2>5 considering olefin: paraffin ratios in the products.
Benzer Tezler
- Eşzamanlı karbondioksit kullanımı ve hidrojen dönüşümü için nikel-demir bazlı katalizör üzerinde karbondioksitten metan eldesi
CO2 to methane over nickel-iron based catalyst for simultaneous CO2 utilization and hydrogen conversion
BUKET KAPLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALPER SARIOĞLAN
PROF. DR. ŞAHİKA SENA BAYAZİT
- Theoretical and experimental investigation of water-gas shift reaction over supported copper/iron oxide catalysts
Su-gaz değişim tepkimesinin destekli bakır/demir oksit katalizörleri üzerinde teorik ve deneysel incelenmesi
ÖZGEN YALÇIN
Doktora
İngilizce
2017
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. IŞIK ÖNAL
- Farkli CAD/CAM materyallerinin yüzey parlakliği ve pürüzlülüğü üzerine polisaj, glaze ve aşindirma işlemlerinin etkisi
The effect of polishing, glazing and grinding procedures on the surface gloss and roughness of different CAD/CAM materials
ÇİĞDEM ÇEBİ TÜYSÜZ
Diş Hekimliği Uzmanlık
Türkçe
2023
Diş HekimliğiSelçuk ÜniversitesiProtetik Diş Tedavisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NECLA DEMİR
- Farklı zirkonya alt yapı tasarım şekillerinin kuron protezlerinin kırılma dayanımı üzerine etkisinin incelenmesi
The influence of different zirconia coping designs on the fracture load of all ceramic restorations
SEDA ERALP
Doktora
Türkçe
2017
Diş Hekimliğiİstanbul ÜniversitesiProtetik Diş Tedavisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET CUDİ BALKAYA
- Alümina, zıirkonya ve alumina-zirkonya kompozit malzeme üretimi, karakterizasyonu ve etkin difüzyon sabitinin bulunması
Production, characterization and calculating effective diffusion constant of alumina, zirconia and alumina-zirconia composite material
DEMET ESERCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2007
Kimya MühendisliğiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. H. CANAN CABBAR