Tez Arşivi

Tez aramanızı kolaylaştıracak arama motoru. Yazar, danışman, başlık ve özete göre tezleri arayabilirsiniz.


Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü

Alkil aromatik bileşiklerin sentetik zeolitler üzerinde hidrojenasyonu

Hydrogenation of alkyl aromatic hydrocarbons over synthetic zeolites

Teze Git (tez.yok.gov.tr)

Bu tezin tam metni bu sitede bulunmamaktadır. Teze erişmek için tıklayın. Eğer tez bulunamazsa, YÖK Tez Merkezi tarama bölümünde 133183 tez numarasıyla arayabilirsiniz.

Özet:

ÖZET Yüksek Lisans Tezi ALKİL AROMATİK BİLEŞİKLERİN SENTETİK ZEOLİTLER ÜZERİNDE HİDROJENASYONU Eda ÖZ Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman: Prof. Dr. Hasip Yeniova Petrokimya endüstrisinde etilen üretimi sırasında, yan ürün olarak oluşan ağır aromatik atıkların içeriğini genellikle alkil aromatik bileşikler oluşturmaktadır. Hidrojenasyon prosesleri uygulanarak bu atıklardan sanayide kullanılabilen ürünler elde etmek mümkündür. Buna ilaveten petrol rafinasyonunda reforming ünitesinden ve piroliz ünitelerinden elde edilen benzin içerisinde çok miktarda toluen ve trimetilbenzen bulunmaktadır. Piyasada kullanım açısından, trimetil benzenlerin ksilenlere dönüştürülmesi tercih edilmektedir. Bu da hidrojenasyon prosesleriyle mümkündür. Yapılan bu çalışmada; sentetik zeolit taşıyıcılı katalizör geliştirilmesi amaçlanmıştır. Alkil aromatik bileşiklerin transalkilasyon reaksiyonları için çok çeşitli sentetik zeolitler katalizör olarak kullanılmaktadır. Ancak 1 970'lerde Mobil firması tararından metil alkolden benzin sentezlemek amacı ile geliştirilen ZSM-5, bugün petrokimya endüstrisinin bir çok dalında özellikle izomerizasyon, transalkilasyon ve parafin giderme(dewaxing) gibi reaksiyonlarda tercih edilen bir katalizör olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu amaçla; Amerikan Zeolyts firmasından Si/ Al oram 50-80-280 ve Rusya Olefinler Enstitüsünden Si/Al oram 45-50 olan NH« türündeki ZSM-5 katalizörleri temin edilmiş ve modifiye edilerek bu çalışmada taşıyıcı olarak kullanılmıştır. Ayrıca karşılaştırma yapmak amacı ile yine Amerikan Zeolyst firmasından temin edilmiş olan NH4 Mordenit (Sİ/AN20) katalizörünün modifiye edilmiş hali kullanılmıştır. Çalışmanın ilk aşamasında; Azerbaycan Olefinler Enstitüsünden (Si/Al =45-50), temin edilmiş olan NHı türündeki ZSM-5 katalizörünün bronstead (H-ZSM-5), lewis (D-ZSM-5) ve %4Ni, %12Mo adsorplanmış türleri sentezlenmiştir. Atmosferik basınçta, mezitilen-n-dekan (90:10) model tepkimesi için; T = 400, 450, 500 °C'de, hammadde akış hızı 0.4 saat"1 ve H2 :Hammadde moloranı=5 iken katalizörler test edilmiştir. Sonuç olarak; tüm katalizörler üzerinde, her sıcaklıkta n-dekan %90-95 hidrokraking olarak çoğunlukla Cl- C4 gazlarına dönüşmüştür. Ni,Mo/ZSM-5 katalizörünün hidrodealkilasyon reaksiyonu açısından T=450°C'de diğer katalizörlere nazaran daha seçimli olduğu, disproporsiyon reaksiyonları açısından incelendiğinde; tüm sıcaklıklarda diğer katalizörlerden daha seçimli olduğu gözlemlenmiştir. İzomerizasyon reaksiyonu açısından incelendiğinde; DZSM-5 katalizörü daha seçimlidir. Çalışmanın ikinci aşamasında ise; Amerikan Zeolyts firmasından (Si/Al=50-80-280) temin edilmiş olan NH4 türündeki ZSM-5 katalizörleri, Si/Al oranının katalizör aktrvitesine etkisinin incelenmesi ve en uygun Si/Al oranının belirlenmesi amacı ile lewis türleri (DZSM5) sentezlenmiştir. Ayrıca en uygun katalizör seçiminde karşılaştırma yapmak amacı ile NH4Mordenit (Si/Al=20) katalizörünün lewis türü (D- Mordenit) sentezlenmiştir. Hazırlanan bu katalizörler; etilbenzen -1,2,4-Trimetilbenzen (l:l[mol:mol])model tepkimesi için, sıcaklık profili çıkarılan sistemde izotermal olarak, 350-400-500 °C sıcaklıklarda, 30 atm basınç altında, hammadde akış hızı 1 saat ' ve H2 :Hammadde moloranı=5 iken test edilmiştir. Sonuç olarak; p-Etliltoluen oluşumu açısından incelendiğinde en seçimli katalizörün 500 °C'de Si/Al«80 olan DZSM5 olduğuna karar verilmiştir. Genel olarak ise hazırlanan tüm katalizörlerin, reaksiyonlara göre seçimliliklerinin ; izomerizasyon > transalkilasyon > disproporsiyon sırasında olduğuna karar verilmiştir. Hazırlanan katalizörlerin X ışını kırının desenleri incelenmiş ve sentezleme aşamasında katalizörlerin kristal yapılarının tozumadığına karar verilmiştir. Seçilen en uygun katalizörün BET analizleri sonucu; sentezlenen katalizörün yüzey alanları ve gözenek dağılımları baklanda bilgi edinilmiştir. Ayrıca; test edilen tüm katalizörlerin DTA-TGA incelemesi yapılmıştır. 2003, 139 sayfa Anahtar Kelimeler: Alkil aromatik bileşikler, transalkilasyon, sentetik zeolit,ZSM-5.

Summary:

ABSTRACT Master Thesis HYDROGENATIOIV of ALKYL AROMATIC HYDROCARBONS OVER SYNTHETIC ZEOLITES EdaÖZ, Ankara University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Chemical Engineering Supervisor; Prof. Dr. Hasip Yeniova In petrochemical industries, content of heavy aromatic waste which is proceed as by-product during the ethylene production is generally formed by alkyl aromatic hydrocarbons. By using hydrogenation processes it is possible to gain products from this heavy aromatic waste, that can be used in industry,. In addition; in petrol rafination, gasoline which is gained from reforming units and pyrolise units contain so much toluen and trimethylbenzene. On the market trimethylbenzene is given preference to transform xylenes because of usage. This can be done by using hydrogenation processes. In this application; the aim is to develop a catalysts with synthetic zeolites. Transalklation reactions of alkyl aromatic hydrocarbons, several synthetic zeoites are being used. But now ZSM-5 which is develop with the purpose of synthesis of gasoline ftom methyl alcohol by Mobil company in 1970s is preferential catalyst in most of the sub divisions of petrochemical industry especially reactions like isomerization, transalkylation and dewaxing. With this purpose; ZSM-5 catalysts which are NH, type are assured from American Zeolyts Company and have Si/Al= 50-80-280 and ftom Azerbaycan Olefins Institue have Si/Al= 45-50 and these catalysts was used as carrier with their modified forms also with the purpose of comparison. Again from American Zeolyts Company catalyst NfttMordenite (Si/Al=20) is used with its modified form. At the first stage of the study NH|ZSM-5 catalyst (Si/Al= 45-50) which is assured from Azerbaycan Olefins Institue, bronstead (H-ZSM-5), lewis (DZSM-5) and %4 Ni, %12 Mo adsorbed types are synthesised at the atmospheric pressure. For model reaction of mezitilene- n-decane (90: 10) at the T=400, 450, 500 °C and 0,4 hour"1 raw material flow rate and while H2: raw material mol ratio is 5, cataysts was tested. As a result; all the cataysts are, at all temperatures %90-95 of n-decane was hydrocracked and generally transformed into C1-C4 gases. According to hydrodealkyiation reactions, Ni/Mo/ZSM-5 catalyst is more specific than other catalysts at T=450°C, according to disproportion reactions, Ni/Mo/ZSM-5 catalyst is more specific than other cataysts at all temperatures too, according to isomerization reactions, DZSM-5 catalyst is more specific. At the second stage of the study; NH<ZSM-5 catalysts (Si/Al= 50-80-280) which is assured from American Zeolyts Company, lewis types are (DZSM-5) are synthesized to analyze the effects of Si/Al rate on catalyst activity and determine the optimum Si/Al rate also with the purpose of comparison to determine the optimum catalyst; catalyst Kfi^Mordenite's (Si/Al=20) lewis types (D-Mordenite) are synthesised. These prepared catalysis; etiwlberizene-l,2,4-Trnnethylbenzene (l:lfmol:mol]), at 350-400- 500 °C isothermally in the system has determined temperature profile, at 30 atm pressure, while raw material flow rate is 1 hour"1 and H2: raw material mol rate is 5, is tested for model reactions. When the resuts are analysed according to p-ET formation we decided that the most specific cataysts at 500 °C is DZSM-5 (Si/Al=80). Generally, according to reactions all prepared cataysts selectivity sort is isomerization>transa^Iation>disprportion. XRD pattern of prepared cataysts analyzed and we decided that crystal structure of catalsts wasn't changed. With the help of selected optimum catayst's BET analse results we have information about synthsised catalst surface area and pore distribution. Also all tested catalsts* DTA-TGA analyses have been done. 2003, 139 pages Key Words: Alkyl Aromatics hydrocarbons, transalkylation, synthetic zeolite, ZSM-5