CO2 hydrogenation to methanol over supported copper and gallium based catalysts at the atmospheric pressure
Atmosferik basınçta destekli bakır ve galyum içeren katalizörlerle karbondioksit hidrojenlenmesi ile metanol eldesi
- Tez No: 987600
- Danışmanlar: DOÇ. DR. BAHAR İPEK TORUN, PROF. DR. IŞIK ÖNAL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Atmosferdeki CO2 konsantrasyonunun sürekli artması, küresel ısınmaya etkisi nedeniyle çevreyi olumsuz etkilemektedir. Bu nedenle, CO2'den yararlanmak için mevcut CO2 değerleme tekniklerinin ilerletilmesi gerekmektedir. Olası bir teknik, CO2'nin metanol ve DME'e hidrojenasyonudur. CO2'nin metanole hidrojenlenmesi yaklaşık bir asırdır endüstride kullanılmaktadır. Fakat, reaksiyon stokiyometrisinin getirdiği termodinamik kısıtlama nedeniyle, yüksek verim elde etmek için yaklaşık 50-100 bar'lık yüksek basınçlarda çalışılmaktadır. Yüksek basınç sağlamanın yüksek maliyeti nedeniyle işlemin düşük basınçlarda çalıştırılması istenmektedir. Ayrıca, bir katı asit katalizörü aracılığıyla metanolün dimetil etere (DME) dehidre edilmesinin, yan ürün CO oluşumunu baskılayarak methanol ve DME seçiciliğini iyileştirdiği bilinmektedir. Hem metanol hem de DME üretimini gerçekleştirebilen katalizörler, zeolitler veya γ-Al2O3 gibi katı asit katalizörleri üzerinde desteklenen Cu katalizörleri gibi, iki işlevli katalizörlerdir. Bu çalışmada, CO2'nin metanole hidrojenasyonu, Cu bazlı katalizörler kullanılarak atmosfer basıncında gerçekleştirilmiştir. Katalizör olarak farklı konsantrasyonlara sahip Ga, Ho ve La dahil olmak üzere farklı promotörler, γ-Al2O3, H+-ZSM5 ve CeO2 dahil olmak üzere farklı destekler üzerinde kullanılmıştır. Sonuçlar, Cu içeren ve ağırlıkça %5 Ga ile desteklenen γ-Al2O3 katalizörünün (10Cu-5Ga/γ-Al2O3) en yüksek kombine metanol ve DME aktivitesine, sırasıyla 52,5 ve 96,5 µmol gcat-1 h 1 oluşum hızları, ve toplam %20,5 seçiciliğe sahip olduğunu göstermiştir. Bu sonuçlar, optimize edilmiş reaksiyon koşullarında: 220 ℃ sıcaklıkta, 9H2/1CO2 besleme oranında ve 25.000 h-1 gaz saatlik boşluk hızında (GHSV) elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
The continuous increase of the CO2 concentration in the atmosphere has been negatively impacting the environment, due to its contribution in the global warming. Hence, it is necessary for the current CO2 valorization techniques to advance in order to make use of CO2. A possible technique is the CO2 hydrogenation to methanol and DME. The process of CO2 hydrogenation to methanol has been taking place in industry for about a century. However, due to the thermodynamic limitation imposed by the reaction stoichiometry, it has been carried out at elevated pressures of about 50-100 bar to achieve high yield. Due to the high cost of supplying high pressure, it is desired to run the process at low pressures. Furthermore, it is known that dehydrating methanol into dimethyl ether (DME) via a solid acid catalyst improves the methanol and DME selectivity by suppressing the formation of the side product, CO. Catalysts that can achieve both methanol and DME production are bifunctional catalyst such as Cu catalysts supported on solid acid catalysts, such as zeolites or γ-Al2O3. In this study, the CO2 hydrogenation to methanol is carried out at atmospheric pressure, using Cu based catalysts. Different supports, including γ-Al2O3, H+-ZSM5, and CeO2, and different promoters, including Ga, Ho and La are used to prepare different catalysts with different promoter concentrations. Results showed that Cu containing and 5 wt. % Ga promoted γ-Al2O3 catalyst (10Cu-5Ga/γ-Al2O3) had the highest combined methanol and DME activity and selectivity, showing methanol and DME formation rates of 52.5 and 96.5 µmol gcat-1 h 1, respectively, and a combined selectivity of 20.5%. Those results were recorded at the optimized reaction conditions, at a temperature of 220 ℃, feed ratio of 9H2/1CO2, and gas hourly space velocity (GHSV) of 25,000 h-1.
Benzer Tezler
- Development of iron cobalt bimetallic fischer-tropsch catalysts for production of light olefins
Hafif olefinlerin üretimi için demir kobalt bimetalik fıscher-tropsch katalizörlerinin geliştirilmesi
DENİZ UYKUN MANGALOĞLU
Doktora
İngilizce
2025
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSNÜ ATAKÜL
- 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
- An investigation of catalyst preparation conditions and promoter loading (Sn) effects on activity and selectivity of Pt catalysts in citral hydrogenation
Katalizör hazırlama şartlarının ve promoter miktarının (Sn) Pt katalizörlerin aktivitesine ve seçiciliğine etkilerinin sitral hidrojenasyonunda incelenmesi
CAN OKAN DEPBOYLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
Kimya Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SELAHATTİN YILMAZ
PROF. DR. SEDAT AKKURT
- Catalytic and photocatalytic CO2 conversion into valuable chemicals
CO2'nin katalitik ve fotokatalitik yollarla değerli kimyasallara dönüşümü
BEYZA YILMAZ
Doktora
İngilizce
2025
Kimya MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RAMAZAN YILDIRIM
- Thermodynamic and economic analysis of a synthetic fuel production plant via CO2 hydrogenation using waste heat from an oil refinery
Bir petrol rafinerisinden çıkan atık ısıyı kullanarak CO2 hidrojenasyonu yoluyla sentetik yakıt üretimi yapan bir tesisin termodinamik ve ekonomik analizi
MOHAMMED ABDULMUNEM MOHAMMED ALSUNOUSI
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
EnerjiKarabük ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ERHAN KAYABAŞI