Akademik Veri Yönetim Sistemi
Ulusal Kimya Mühendisliği Kongresi (UKMK 2020), Konya, Türkiye, 10 - 12 Haziran 2021
Dimetil eter (DME) çevre dostu olması ve üstün yakıt özellikleri ile petrol türevlerine alternatif bir yakıt olarak önem kazanmıştır. Dimetil eter yüksek setan sayısı (55-60) ve LPG ile benzer özellikler taşıması sayesinde dizel alternatifiolarak tanımlanmaktadır. Sentez gazından dimetil eter üretimireaksiyonunda öncelikli olarak sentez gazından bakır içerikli katalizörler varlığında metanol üretimi gerçekleştirilir. Ardından üretilen metanolden katı asit katalizörleri varlığında metanol dehidrasyon reaksiyonu ile DME üretilir. Bu iki reaksiyonun tek bir reaktörde aynı anda gerçekleşmesi DME’nin doğrudan üretim prosesidir. Sentez gazından doğrudan DME üretimi için metanol sentez ve metanol dehidrasyon katalizörlerini içeren çift fonksiyonlu katalizörler kullanılmaktadır[1]. Bu çalışmada; hem metanol sentez hem de metanol dehidrasyon katalizörlerini yapısında bulunduran çekirdek-kabuk yapısındaki mikroküre katalizörleri sentezlenmiştir. Katalizörlerin çekirdek kısmında bakır içerikli yapı bulunurken kabuk kısmında heteropoliasit(STA) içerikli silika yapıları bulunmaktadır. Silika-bakır içerikli mikroküre katalizörleri(SCMK) modifiye edilmiş mikroenkapsilasyon yöntemiyle sentezlenmiş ve STA (%kütlece 5-25) katalizörün yüzey asiditesinin arttırılması için emdirme yöntemiyle katalizör yapısına ilave edilmiştir. Katalizörlerin aktivite testleri 50 bar ve 275 oC’de gerçekleştirilmiştir. STA içeriklimikroküre katalizörlerin aktivite test sonuçlarına göre katalizör yapısındaki STA miktarı arttırıldığında katalizörlerin DME seçiciliklerinin ve CO dönüşümlerinin arttığı görülmektedir. 5STA@SCMK katalizörünün CO dönüşümü ve DME seçiciliği sırasıyla %35 ve %42 iken 25STA@SCMK katalizörü için %41 ve %56 olarak bulunmuştur. Bu sonuç heteropoliasit miktarı arttırıldığında yüzey asiditesinin(Bronsted asit sitelerinin) artmasıyla açıklanabilir. Ayrıca çift fonksiyonlu katalizörler ile elde edilen sonuçlar metanol sentez-metanol dehidrasyon fiziksel karışım katalizörleri [2-3]ile karşılaştırıldığında çalışmada hazırlanan katalizörlerin daha yüksek CO dönüşümü ve DME seçiciliği verdiği görülmüştür. Bu sonuç, metanol dehidrasyonunda etkin rol oynayan STA’nın silika kapsüllenmiş bakır içerikli katalizöre(çift fonksiyonlu) homojen dağılımının yanısıra dehidrasyondan sorumlu asidik yapıların katalizörün kabukkısmında bulunması dolayısıyla reaksiyonda üretilenmetanolle daha kolay temas ederek DME üretimini hızlandırması ile açıklanabilir.