Parametric study of catalytic co hydrogenation for producing dimethyl ether
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Boğaziçi Üniversitesi, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2016
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: HATİCE MERVE CAN
Danışman: AHMET KERİM AVCI
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu çalışmanın amacı, doğrudan dimetil eter (DME) sentezlenmesinde kullanılan çiftişlevli katalizör sistemlerinin performansını incelemekti. Doğrudan sentezleme yöntemi iki ardışık adımdan oluşur: metanol sentezi ve onu izleyen metanol dehidrasyonu. Bu amaçla, ticari metanol sentez katalizörü (Cu-Zn bazlı HiFuel-R120) ile farklı metanol dehidrasyon katalizörleri çift-yataklı bir mikroreaktörde birlikte kullanıldı. δ-Al2O3 taşıyıcıya yüklenen CeO2 oranı değiştirilerek üç farklı metanol dehidrasyon katalizörü ıslak emdirme yöntemiyle hazırlandı. Çift-işlevli katalizör sistemiyle sentez gazından DME üretimi, 600 oC ve 100 atm kadar çıkabilen yüksekbasınçlı yüksek-sıcaklıklı Autoclave Engineers' BTRS Jr-PC reaksiyon test sisteminde aşağı-akışlı, sabit-yataklı borusal reaktör kullanılarak incelendi. Deneysel parametre olarak sıcaklık, basınç, girdi bileşimi ve yüklü CeO2 oranı seçildi; katalizör performansının ölçüsü CO dönüşme yüzdesi; DME, metan, karbon dioksit, metanol verimleri, ve DME seçimliliği olarak alındı. Deneyler 250, 275 ve 300 oC sıcaklıkta, 25 ve 34 atm basınç eşliğinde, ağırlıkça %5, %10 veya %20 CeO2 yüklü δ-Al2O3 metanol dehidrasyon katalizörüyle yapıldı. %5 ve %10 CeO2 yüklü δ-Al2O3 ile elde edilen veriler, CO dönüşme yüzdesinin ve DME seçimliliğinin sıcaklıkla arttığını, %20 CeO2 yüklü δ-Al2O3 ile CO dönüşmesinde bir fark olmadığını, bunun metal sinterleşmesine bağlanabileceğini gösterdi. %5 ve %10 CeO2 yüklü δ-Al2O3 katalizörlerin etkinliklerinin basınçla arttığı, bu artışın metanol sentezi için geçerli Le Chatelier's ilkesine dayandığı görüldü. Girdideki molar H2/CO oranı 1 veya 2 olan deneyler ile DME seçimliliğinin hidrojence zengin ortamda arttığı belirlendi. Yüklü CeO2 oranı azaldıkça CO dönüşme yüzdesinin ve DME seçimliliğinin arttığı gözlendi. En yüksek CO dönüşme yüzdesi (%36) ve DME seçimliliği (%74.4), 300oC sıcaklık ve 34 atm basınçta, H2/CO oranı 2 olan girdi bileşimiyle ve metanol sentez katalizörü HiFuel-R120'nin %5 CeO2/δ-Al2O3 metanol dehidrasyon katalizörü ile birlikte kullanıldığı deneylerde elde edildi.