Methane to methanol partial oxidation using Cu-ferrierite
Cu-ferrierit kullanılarak metanın metanole kısmi yükseltgenmesi
- Tez No: 887833
- Danışmanlar: DOÇ. DR. BAHAR İPEK TORUN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 175
Özet
Metan, doğada bol miktarda bulunan ancak taşınması veya diğer kimyasallara dönüştürülmesi kolay olmayan bir kimyasaldır. Bunun temel nedeni, metanın kararlı bir molekül olması ve dönüşümünde tam oksidasyon nedeniyle istenen ürünün seçiciliğinin düşük olması ve dönüşümü için yüksek enerji gerektirmesidir. Bu çalışmada bakır içeren zeolitlerde N2O kullanılarak sürekli katalitik yöntemle metanın metanole kısmi oksidasyonu incelenmiştir. Bu kapsamda, başta FER olmak üzere AEI ve CHA çerçeve yapısına sahip zeolitler farklı bakır miktarlarında optimize edilmiş ve oldukça düşük bakır miktarının (Cu/Al=0.02) en yüksek metanol oluşumunu sağladığı tespit edilmiştir. Reaksiyonun reaksiyona giren gazlar yerine helyum ile ısıtma yöntemi metanol üretimi artışı ve örneklerin tekrar kullanılabilirliği için tercih edilmiştir. Aynı koşullar altında (100 sccm toplam akış, %40 CH4, %15 N2O, %3 H2O, %42 He ve 325 ℃) yapılan aktivite testi sonuçlarında mikro gözenekli zeolitler arasında en kararlı ve en yüksek metanol üretimi (1249 μmol g-1h-1) FER zeolitinde tespit edilmiştir. Nano-FER, seçiciliği geliştirmek ve metanol üretimini artırmak için sentezlenmiş ve aktivite testinde Mikro-FER'e kıyasla daha aktif olmuştur (1594 μmol g-1h-1 325 ℃'de). H2O etkisi incelenmiş ve optimum koşul olarak %9 H2O seçilmiş ve aktivite açısından en iyi sonuç 2174 μmol g-1h-1 metanol oluşum hızı ve %79 seçicilik ile Nano-Cu-FER_1 olmuştur. Aktivasyon enerjisi hesaplaması ve UV–Vis analizi ile beraber incelenerek, mono-bakırların aktif site oluşturduğu tespit edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Methane is an abundant chemical but it is not easy to transport or convert to other chemicals. This is mainly because methane is a stable molecule, its conversion is highly energy intensive and selectivity to desired product is low due to overoxidation. In this study, the partial oxidation of methane to methanol by continuous catalytic method using N2O in copper-containing zeolites (AEI, CHA, FER) is examined. These zeolites, especially FER, were optimized using different copper amounts and it was found that infinitesimal amount of copper (Cu/Al=0.02) gave the highest methanol formation. Among different heating methods, heating of the catalyst bed with helium rather than reactant gases was preferred for higher methanol production and reusability. The activity tests were carried out under 100 sccm total flow with 40% CH4, 15% N2O, 3% H2O and balance He at 310–325 ℃ and the highest methanol production with high stability (1249 μmol g-1h-1) was detected over FER at 325 ℃ among other microporous zeolite samples. Nano-FER was synthesized in order to improve selectivity and to increase the methanol production and it was found to be more active compared to Micro-FER (1594 μmol g-1h-1 at 325 ℃). H2O effect was also studied and the optimum condition of 9% H2O was chosen. The best result in terms of activity was obtained over Nano-Cu-FER_1 with the methanol formation rate of 2174 μmol g-1h-1 and methanol selectivity of 79%. In line with the activation energy calculation and UV–Vis analyses, monocopper was identified as the active site.
Benzer Tezler
- Design of mesoporous small-pore zeolites for direct conversion of methane to methanol
Metandan direkt metanol eldesinde mezo-gözenek ilaveli küçük-gözenekli zeolit tasarımı
ÖZGÜN MEMİOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BAHAR İPEK TORUN
- Metanın kısmi oksidasyonu için CeO2, Al2O3 ve ZrO2 destekli Ni katalizörlerinin hazırlanması
Prepation of nickel catalysts supported on CeO2, Al2O3 ve ZrO2 for partial oxidation of methane
TUĞÇE ÇINAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Kimya Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. TUBA GÜRKAYNAK ALTINÇEKİÇ
- Metanın Oksi-Co2 reformlanması reaksiyonu için CeO2, Al2O3, ZrO2, MgAl2O4 destekli Ni katalizörlerinin yüzeyde çöktürme yöntemi ile hazırlanması
Preparation of nickel catalysts supported on CeO2, Al2O3, ZrO2, MgAl2O4 by deposition precipitation method for Oxy-CO2 reforming of methane
TUGAY PEHLİVAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Kimya Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. TUBA GÜRKAYNAK ALTINÇEKİÇ
- Modeling of metal complexes designed for homogeneous catalysis
Homojen kataliz için metal komplekslerin modellenmesi
FİGEN KAYAR AYNALI
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Fizik ve Fizik MühendisliğiMarmara ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÖKÇEN ALEV ALTUN ÇİFTÇİOĞLU
- Thermodynamic analysis of steam reforming and partial oxidation of acetic acid and acetone
Asetik asit ve asetonun su buharı reformlama ve oksidatif su buharı reformlama proseslerinin termodinamik analizi
BÜŞRA GONCA KIZILPELİT
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİLİZ KARAOSMANOĞLU
PROF. DR. ŞEYMA AYDINOĞLU