Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2020
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: AYŞE DİLAY ERDALİ
Danışman: MELTEM DOĞAN
Özet:İzobüten, benzinin oktan sayısını artıran ve emisyonları azaltan katkı maddelerinin (ETBE, MTBE) ve bütil kauçuk üretimi için önemli bir hammaddedir. İzobüten üretiminde yaygınca kullanılan izobütan dehidrojenasyonu, denge sınırlaması olan endotermik bir reaksiyondur. Yürütülen çalışmada, emdirme tekniği ile alumina destekli krom temelli katalizörler hazırlanmıştır. Katalizörlerin karakterizasyon çalışmaları DR-UV-vis, N2 adsorpsiyon/desorpsiyonu, XRD ve SEMEDS analizleri ile gerçekleştirilmiştir. Krom temelli katalizörlerde yüksek oranda monokromat bulunmasının reaksiyon performansını olumlu yönde etkilediği bilinmektedir. Tuz çözeltisi ve alumina desteğin temas süresinin üç farklı değerinde 24, 48, 72 saatlik karıştırma sürelerinde katalizörler (kütlece %6 Cr) hazırlanmıştır. En fazla monokromat miktarı 48 saatlik karıştırma süresinde hazırlanan katalizörde gözlenmiştir. Metal konsantrasyonunun kromat türlerinin dağılımına etkisini incelemek amacıyla yapısında kütlece %6, %8, ve %10 Cr içeren katalizörler sentezlenmiştir. Krom konsantrasyonu %8’in üzerine çıktığında monokromat miktarlarında azalma gözlenmiştir. Reaksiyon çalışmaları, yapısında en fazla monokromat bulunan 48 saat’lik karıştırma süresinde hazırlanan ve kütlece %8 Cr içeren katalizör ile yürütülmüştür. Katalitik testler membran reaktör sisteminde, atmosferik basınçta ve saf izobütan beslemesiyle gerçekleştirilmiştir. Reaktör sıcaklığının izobütan dönüşümü ve seçicilik değerlerine etkisi 550oC ve 600oC’de araştırılmıştır (boş kolon hızı, WHSV:0,3saat-1). Her iki reaktör sıcaklığında dönüşüm değerleri arasında belirgin bir fark gözlenmezken (%90 civarında) izobüten seçicilik değerleri 600oC’de daha yüksek belirlenmiştir. 600oC’de iki farklı boş kolon hızında (WHSV:0,3 saat-1 ve WHSV:0,5 saat-1) reaksiyon çalışmaları yürütülmüştür. İzobütan dönüşüm değerlerinin birbirine yakın olmasına rağmen, WHSV değerinin 0,3 saat-1 olduğu çalışmada daha yüksek izobüten seçicilik değerleri belirlenmiştir. WHSV değerinin 0,3saat-1 olduğu çalışmada yaklaşık 3 kat fazla karbon oluşumu gözlenmiştir. Yüksek karbon oluşumuna rağmen, reaksiyon sonrası katalizör yapısında monokromatlar daha fazla korunmuştur. Reaksiyon sonrası katalizörlerin ortalama gözenek çapının (37Å) değişmediği, yüzey alanı değerinin karbon birikiminin en fazla olduğu katalizörde %44 azaldığı gösterilmiştir. Yürütülen tüm reaksiyon çalışmalarında izobütanın parçalanma reaksiyonunun önem kazanan yan reaksiyon olduğu gösterilmiştir. Reaktör çıkışında metan gözlenmemesi metanın parçalanarak karbon oluşumu ile açıklanmıştır. Çalışma sonuçları, reaktör ortamından hidrojen uzaklaştırılmasıyla denge sınırlamasının aşılabileceğini göstermiştir