Biyoyakıt üretiminde kullanılacak katalizörlerin geliştirilmesi ve aktivitelerinin belirlenmesi
Development of catalysts to be used in biofuel production and determination of their activities
- Tez No: 814324
- Danışmanlar: PROF. DR. KIRALİ MÜRTEZAOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 122
Özet
Günümüz teknolojisinin gelişimi ve buna bağlı olarak hızla artan nüfusun beraberinde getirdiği enerji ihtiyacı gün geçtikçe artmaktadır. Enerji ihtiyacının karşılanabilmesi için fosil yakıtların kullanılması sonucunda oluşan CO2 gazının atmosferde birikimi ile ortaya çıkan küresel ısınma, iklim değişikliği gibi dünyamızın geleceğini tehdit eden oldukça önemli problemler meydana gelmiştir. Bilim insanları artan enerji talebini karışılamak ve gelecek nesillere sürdürülebilir ve temiz bir dünya bırakmak için farklı enerji kaynaklarını kullanmaya yönelmişlerdir. Biyoyakıtlar dikkatleri üzerine çeken alternatif enerji kaynaklarından birisidir. Biyo-yağların oksijen içeriği petrolle kıyaslandığında oldukça yüksek orandadır. Biyo-yağın ihtiva ettiği %28-40 oranında yüksek oksijen içeriği yakıtın kalitesini düşürmektedir. Bu yüksek oksijen içeriği düşürülerek petrol türevi yakıtlarla benzer özelliklere sahip ve motorlu araçlarda kullanılabilecek yakıtlar elde edilebilir. Yüksek lisans tez çalışması kapsamında biyo-yağın yakıt özelliklerinin iyileştirilmesi reaksiyonlarında kullanılacak kok oluşumuna dirençli ve uzun süre aktivite gösterecek katalizörlerin geliştirilmesi hedeflenmiştir. Çalışmalarda pirinadan elde edilen biyo-yağı temsilen formik asit, hidroksipropanon, furfural ve eş reaktan etanol karışımından oluşan model bileşik karışımı kullanılarak katalitik parçalanma reaksiyonlarında biyoyakıt üretimi gerçekleştirilmiştir. Aktivite test çalışmaları 1 atm. reaksiyon basıncı altında, 400oC reaksiyon sıcaklığında ve Etanol/Reaktan oranı 70/30 (hacimsel) olan reaksiyon şartlarında gerçekleştirilmiştir. Aktif metaller (Zr, Co, W) mezogözenekli alümina destek malzemesine emdirme yöntemiyle yüklenerek iki metalli ve üç metalli katalizörler hazırlanmıştır. Sentezlenen tüm katalizörlerin fiziksel ve kimyasal özelliklerini belirleyebilmek amacıyla XRD, N2 adsorpsiyon-desorpsiyon, SEM, EDS, ICP-MS, FTIR, DRIFTS ve TGA-DTA analizleri yapılmıştır. Aktivite test çalışmaları sonucunda birlikte emdirme yöntemiyle hazırlanan 5Co-10Zr@MA katalizörü varlığında en yüksek dönüşüm (%95) ve en yüksek izo-parafin seçiciliği (%93) olarak elde edilmiştir. Tekrarlanabilirlik testleri sonucunda 5Co-10Zr@MA katalizörü aktivitesini korumuştur. Sonuç olarak mezogözenekli alümina katalizörlerinin varlığında yüksek dönüşüm ve seçicilikle başarılı şekilde biyoyakıt üretimi gerçekleştirilmiştir.
Özet (Çeviri)
The energy needs brought about by the development of modern technology and, accordingly, the rapidly growing population is increasing day by day. In order to meet the energy need, quite crucial problems that threaten the future of our world have arisen , such as global warming and climate change, which are caused by the accumulation of greenhouse gases, especially CO2, in the atmosphere as a result of the use of fossil fuels. Scientists have inclined to use different energy sources to meet the increasing energy demand and leave a sustainable and clean world for future generations. Biofuels are one of the alternative energy sources that attract attention. The high oxygen content of bio-oils is quite high compared to petroleum. The high oxygen content of 28-40% contained in bio-oil reduces the quality of the fuel. By improving the high oxygen content of bio-oil, fuels can be obtained that have similar properties to petroleum-derived fuels and can be used in motor vehicles. Within the scope of the thesis, it is aimed to develop catalysts that are resistant to coke formation and will show activity for a long time to be used in bio-oil upgrading reactions. In the studies, the production of biofuel in catalytic cracking reactions was carried out using a model compound mixture consisting of a mixture of formic acid, hydroxypropanone, furfural and co-reactant ethanol, representing bio-oil obtained from pirina. Activity test studies were carried out under the reaction conditions with a temperature of 400oC and an Ethanol/Reactant ratio of 70/30 under 1 atm. pressure. Two-metal and three-metal catalysts have been prepared by loading the active metals (Zr, Co, W) into the mesoporous support material. In order to determine the physical and chemical properties of all synthesized catalysts; XRD, N2 adsorption-desorption, SEM, EDS, ICP-MS, FTIR, DRIFTS and TGA-DTA analyses were performed. As a result of activity test studies, the highest conversion rate of 95% and the highest iso-paraffin selectivity of 93% were obtained in the presence of 5Co-10ZR@MA catalyst prepared by co-impregnation. As a result of repeatability tests, the 5Co-10ZR@MA catalyst retained its activity. As a result, bio-fuel production has been successfully carried out with high conversion and selectivity in the presence of mesoporous alumina catalysts.
Benzer Tezler
- Fischer-Tropsch sentezi̇ i̇le hafi̇f olefi̇n üreti̇mi̇ i̇çi̇n azot ve bor doplu akti̇f karbon destekli̇ demi̇r katali̇zörleri̇ni̇n geli̇şti̇ri̇lmesi̇
Development of nitrogen and boron doped activated carbon supported iron catalysts for light olefin production by Fischer-Tropsch synthesis
PINAR ŞAKOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALPER SARIOĞLAN
DR. OSMAN OKUR
- Design and life cycle assessment of integrated organosolv based biorefinery: Simulated case studies utilizing sessile oak (Quercus petraea) coppices and industrial wood sawdust from Bursa/Turkey region
Entegre organosolv bazlı biyorafineri tasarımı ve yaşam döngüsü değerlendirmesi: Bursa/Türkiye bölgesinden sapsız meşe (Quercus petraea) ve endüstriyel odun talaşı kullanarak durum çalışmaları simülasyonu
MERVE NAZLI BORAND
Doktora
İngilizce
2019
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİLİZ KARAOSMANOĞLU
- Metal yüklenmiş katalizörlerin biyokütlenin pirolizinde kullanılması
Use of metal-loaded catalysts in the biomass pyrolysis
AYDAN TATMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Kimya MühendisliğiBilecik Şeyh Edebali ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURGÜL ÖZBAY
DOÇ. DR. FATMA EROĞLU
- Kabarcıklı akışkan yatak reaktörde fındık kabuğunun katalitik pirolizi ve ürünlerin karakterizasyonu
Catalytic pyrolysis of hazelnut shell in bubbling fluidized bed reactor and characterization of products
MARWAN ABDULATEEF MAHMOOD MAHMOOD
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
EnerjiOndokuz Mayıs ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SELİM CEYLAN
- Catalytic cracking of waste cooking oils using low cost catalysts
Atık yağların ucuz katalizörler kullanılarak katalitik krakingi
KAMİL SERKAN UZYOL
Doktora
İngilizce
2019
Kimya MühendisliğiMarmara ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DİLEK KAZAN
DOÇ. DR. SELİM CEYLAN