Oxidative dehydrogenation of ethane
Etanın oksidatif dehidrojenasyonu
- Tez No: 82654
- Danışmanlar: PROF. DR. TİMUR DOĞU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Etanın Oksidatif Dehidrojenasyonu, Karışık Oksit Katalizörler, Monolitik Katalizör, DRIFT vuı, Oxidative Dehydrogenation of Ethane, Mixed Oxide Catalysts, Monolithic Catalyst, DRIFT
- Yıl: 1999
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 133
Özet
oz ETANIN OKSIDATIF DEHİDROJENASYONU Karamullaoğlu, Gülsün Yüksek Lisans, Kimya Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Timur Doğu Haziran 1999, 133 sayfa Etilen üretimi için uygulanan endüstriyel metodlara kıyasla, etanın oksidatif dehidrojenasyonu ümit vadeden bir alternatiftir. Bu araştırmada, etanın etilene oksidatif dehidrojenasyonu molibden- vanadyum-niyobyum ve krom-vanadyum-niyobyum karışık oksit katalizörleri üzerinde çalışılmıştır. Reaksiyon sıcaklığı, giriş gazı oram, alıkonuş süresi ve katalizör kompozisyonu değişiminin dönüşüm, seçicilik ve verime olan etkileri belirlenmiştir. Kullanılan katalizörler Moo.7Vo.21Nbo.08, Cro.50Vo.21Nbo.os, Cro.60Vo.21Nbo.08, Cr0.80V0.21Nb0.08, ve Crı.oVo.2iNbo.o8'dir. Hazırlanan Moo.7Vo.21Nbo.08 katalizörü, 530°C-577°C sıcaklık aralığında ve oksijenin etana oranının 0.5 olduğu giriş gazıyla test edilmiştir. 570°C'de, giriş gazı değişimi 0.5-2.0 aralığında; ve alıkonuş süresinin etkisi ise 0.95-2.4 saniye arasında incelenmiştir. viÇalışılan sıcaklık aralığında, Moo.7Vo.21Nbo.08 katalizörü ile çok düşük toplam dönüşüm değerleri (%l-2) elde edilmiştir. Toplam dönüşüm ve verim sıcaklıkla artmıştır. 570°C'de etilen seçiciliği 0.6 olmuştur. Giriş gazında oksijenin etana oranının değiştirilmesi dönüşüm üzerinde fazla etkili olmamıştır. Öte yandan, alıkonuş süresini yaklaşık 2.5 kat arttırmak %6'lık bir dönüşüme ulaşılmasını ancak sağlamıştır. Fakat etilen seçiciliği olası ikincil ve seri reaksiyonların önem kazanması sebebiyle azalmıştır. Oksijensiz ortamda, Moo.7Vo.21Nbo.08 katalizörü hızlı bir deaktivasyon göstermiştir. Oksijenle yapılan rejenerasyondan sonra, deaktive olmuş katalizörün geri kazammı dikkate değerdir. Kromlu katalizörlerle (Cro.50Vo.21Nbo.08, Cr0.6oV0.2iNb0.o8, Cro.80Vo.21Nbo.08, ve Cr1.0V0.21Nb0.08) 570°C'de ve oksijenin etana oram 0.5 olan giriş gazıyla yapılan deneylerde, Moo.7V021Nbo.08 katalizörü ile karşılaştırıldığında daha yüksek toplam dönüşüm değerleri (%30-40) elde edilmiştir. Bu deneylerde, etilenin yam sıra, metan oluşumu da gözlenmiş ve bu, katalizör yüzeyindeki etil molekülünün a- ve P-hidrojenlerinin her ikisinin de eliminasyonuna bağlanmıştır. Maksimum etilen ve metan seçicilikleri sırasıyla Cro.60Vo.21Nbo.08 (0.3) ve Cro.50Vo.21Nbo.08 (~0.6) katalizörleri ile elde edilmiştir. Ortalama olarak, metan seçicilik değerleri etileninkinden daha yüksektir. Cro.80Vo.21Nbo.08 katalizörü ile yapılan giriş gazı oram değişiminin etkisi çalışmasında, giriş gazı oranı arttıkça etanın toplam dönüşümü artmış ancak etilen ve metan seçiciliği azalmıştır. Toz katalizörle karşılaştırıldığında, Moo.7Vo.21Nbo.08 ile kaplanan monolitik katalizörle 570°C'de, toplam dönüşüm (5%) ve etilen seçiciliği (0.96) değerlerinde önemli bir artış elde edilmiştir. Bu gelişme monolit üzerindeki ince katalizör yüzeyinin difizyon ve seri reaksiyonları azaltmasıyla sağlanmıştır. vııMoo.7Vo.21Nbo.08 ve Cro.80Vo.21Nbo.08 katalizörleri ile yapılan DRIFT çalışmaları, etanın oksidatif dehidrojenasyonu reaksiyonu sırasında, katalizör yüzeyinde C2H5 (y) ve C2H4 (y)'ün her ikisinin de bulunduğunu ortaya çıkarmıştır. Kinetik çalışmalarda, Moo.7Vo.21Nbo.08 katalizörü için, C2H4 ve CO2 oluşum reaksiyonlarının aktivasyon enerjileri sırasıyla 82kJ/mol ve 170kJ/mol olarak hesaplanmıştır.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT OXIDATIVE DEHYDROGENATION OF ETHANE Karamullaoğlu, Gülsün M. S., Department of Chemical Engineering Supervisor: Prof. Dr. Timur Doğu June 1999, 133 pages Oxidative dehydrogenation of ethane is a promising alternative to the industrially applied methods for the production of ethylene. In this research, the oxidative dehydrogenation of ethane to ethylene over molybdenum-vanadium-niobium and chromium-vanadium-niobium mixed oxide catalysts were studied. The resulting effects of variation of reaction temperature, feed ratio, space-time, and catalyst composition on conversion, selectivity, and yield were determined. The catalysts used were Moo.7Vo.21Nbo.08, Cro.50Vo.21Nbo.08, Cro.60Vo.21Nbo.08, Cro.80Vo.21Nbo.08, and Cr1.0V0.21Nb0.08. The prepared Mo0.7V0.21Nb0.08 catalyst was tested in the temperature range of 530-577°C with oxygen to ethane feed ratio of 0.5. At 570°C, feed ratio variation was examined in the range of 0.5-2.0; and the effect of space-time was investigated between 0.95-2.4 seconds. iiiIn the temperature range studied, very low overall conversion values (1-2%) were obtained with the Moo.7Vo.21Nbo.08 catalyst. Overall conversion and yield increased with temperature. The selectivity to ethylene was about 0.6 at 570°C. Varying the oxygen to ethane ratio in the feed was not very effective on conversion. On the other hand, increasing the space time almost 2.5 times made it possible to reach an overall conversion of about 6%. However, selectivity to ethylene decreased probably due to the occurrence of more secondary and series reactions. In the absence of oxygen, the Moo.7Vo.21Nbo.08 catalyst showed a rapid deactivation. After regeneration with oxygen, the recovery of the deactivated catalyst was remarkable. At 570°C and O2 to C2H6 feed ratio of 0.5, higher overall conversion values (30-40%) were obtained with the chromium containing catalysts (Cro.50Vo.21Nbo.08, Cr0.60V0.21Nb0.08, Cro.80Vo.21Nbo.08, and Cr1.0V0.21Nb0.08) compared with the Moo.7Vo.21Nbo.08 catalyst. In these experiments, besides ethylene, methane formation was observed which was attributed to the occurrence of both a- and p- hydrogen elimination of the ethyl species adsorbed on the catalyst surface. The maximum C2H4 and CH4 selectivity values were obtained with the Cro.60Vo.21Nbo.08 (0.3) and Cro.50Vo.21Nbo.08 (-0.6) catalysts, respectively. On the average, the selectivity values obtained for CH4 were higher than that of C2H4. In the study of the effect of variation of feed ratio, with the Cro.80Vo.21Nbo.08 catalyst, overall conversion of ethane increased and selectivity to ethylene and methane decreased with the increase in feed ratio. A considerable enhancement in the values of overall conversion (5%) and selectivity to ethylene (0.96) at 570°C was obtained by the monolithic catalyst coated by Moo.7Vo.21Nbo.08 compared with the powder catalyst. This improvement was achieved because the diffusion effects and consequently consecutive reactions were lessened by the thin catalyst layer over the monolith. IVPresence of both the C2H5 (ad) and C2H4 (ad) on the catalyst surface during the oxidative dehydrogenation reaction of ethane were revealed by the DRIFT studies done by the Moo.70Vo.21Nbo.08 and Cro.80Vo.21Nbo.08 catalysts. In the kinetic studies, for the Moo.70Vo.21Nbo.08 catalyst, the activation energies of C2H4 and CO2 formation reactions were calculated as 82kJ/mol and 170kJ/mol, respectively.
Benzer Tezler
- Dynamic and steady-state analysis of oxidative dehydrogenation of ethane
Etanın oksidatif dehidrojenasyonunun dinamik ve yatışkın koşullarda analizi
GÜLSÜN KARAMULLAOĞLU
Doktora
İngilizce
2005
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Bölümü
PROF.DR. TİMUR DOĞU
- Krom ve molibden içerikli mezogözenekli alümina destekli katalizörlerin etan dehidrojenasyonunda mikrodalga reaktörde incelenmesi
Investigation of mesoporous alumina supported chromium and molybdenum catalysts in dehydrogenation of ethane in microwave reactor
PINAR ÇİTLİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Kimya MühendisliğiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURAY OKTAR
- Vanadium and molybdenum incorporated MCM-41 catalysts for selective oxidation of ethanol
Seçici oksidasyonunda kullanılmak üzere vanadyum ve molibden içeren MCM-41 katalizörlerinin üretimi
YEŞİM GÜÇBİLMEZ
Doktora
İngilizce
2005
KimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TİMUR DOĞU
PROF. DR. SUNA BALCI
- Poli(hekzametilen adipamit) (Poliamid 66) esaslı karbon lifi üretimi sırasında antioksidan kullanımının termal stabilizasyon ve karbonizasyon aşamalarına etkilerinin araştırılması, yapısal ve mekanik özelliklerin karakterize edilmesi
The investigation of the effects of the use of antioxidant during the fabrication of poly(hexamethylene adipamide) (Polyamide 66) based-carbon fiber on the thermal stabilization and carbonization stages and characterization of structural and mechanical properties
LEVENT ERZURUMLUOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiErciyes ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL KARACAN
- Modeling of catalytic plate reactors for fuel processor systems
Yakıt işlemci sistemleri için katalitik plaka reaktörleri modellemesi
RAFET MURAT KIRÇIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
Kimya MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. AHMET ERHAN AKSOYLU
PROF. ZEYNEP İLSEN ÖNSAN