Oxidative coupling of methane over lithium doped magnesium oxide

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Boğaziçi Üniversitesi, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2015

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: MANOUCHEHR NADJAFİ

Danışman: RAMAZAN YILDIRIM

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu çalışmada, metanın oksijen varlığında yüksek hidrokarbonlu moleküllere dönüşümü hem monolitik yapıda hem de toz halde 0.5 wt.% Li/MgO katalizörü üzerinde incelenmiştir. Çalışma, temel olarak, hem monolit içersindeki boşluğun C2 (C2H4 + C2H6) verimine hem de mullite yapının zorlu OCM reaksiyonu şartlarında Li/MgO katalizörünün kararlığına etkilerini görmeyi amaçlamıştır. Li/MgO katalizörünün hazirlanmasinda, toz halinde ıslak emdirme ve karışık öğütme, monolit halinde ise batırarak-kaplama teknikleri kullanılmıştır. Toz katalizörün hazırlanmasında lityumun iki farklı öncül maddesi (LiNO3 and CH3COOLi) incelenmiştir. Tüm testler iç çapı 10 mm olan ve üretilen gazların hemen tahliye edilebilmesi için katalizör yatağından sonra çapı 2 mm ye düşürülen kuvars reaktörde gerçekleştirilmiştir. Bu işlem gaz fazı reaksiyonlarının en aza indirgenmesi ve üretilen gazların yoğuşturucuya gönderilebilmesi için yapılmıştır. Li/MgO katalizörünün morfolojik yapısını ve reaksiyon sırasındaki katalizördeki kütle değişimini analiz etmek için katalitik testlerden önce ve sonra SEM, EDX ve XRD testleri yapılmıştır. SEM görüntüsü reaksiyon sırasındaki lityum kaybını göstermektedir. Reaksiyon sırasındaki lityum kaybının etkilerini görebilmek için aktivite testlerini tek bir reaktörde kalış süresinde (time on stream) değil farklı kalış sürelerinde yapılmıştır. Sonuçlar toz katalizörde aktivite ve seçicilik değerlerinin beslenen gazların sisteme gönderilmesinden sonraki ilk iki saat içinde çok düştüğünü ve ilerleyen saatlerde de ise bu düşüşün azalarak ta olsa devam ettiğini göstermektedir. Ayrıca monolitik yapının toz katalizörden, daha kararlı olmakla beraber (zaman içinde aktivite kaybı daha az), daha düşük aktivite ve seçicilik gösterdiği belirlenmiştir. Monolitik yapının ısı transferinin düşük olması sebebiyle performansının da zayıf olduğu düşünülmektedir. Güçlendirilmiş monolit ve içindeki metal yapının indüksiyonlu fırın ile ısıtılması ileride yapılacak araştırmalar için umut vaat eden bir çözüm olarak önerilmektedir.