ZİRKONYA DESTEKLİ DEMİR KATALİZÖRÜ İLE SENTEZ GAZINDAN OLEFİN ÜRETİMİ
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Kimya Müh.Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Cemile DUT
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Halit Eren Figen
Eş Danışman: Abdullah Zahid Turan
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu çalışmada, sentez gazından hafif olefinlerin (etilen, propilen, bütilen) üretimine yönelik demir (Fe) bazlı katalizörlerin geliştirilmesi hedeflenmiştir. Çalışma kapsamında, farklı yapıda olan ve farklı içeriğe sahip zirkonya malzemeleri kullanılarak, destekli katalizörler hazırlanmış ve katalitik etkinlikleri karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Katalizör destek malzemesi olarak, yüksek stabiliteye sahip ve yüksek sıcaklığa dayanıklı tetragonal ve monoklinik zirkonya (ZrO2) malzemeleri kullanılmıştır. Buna ilave olarak, tetragonal yapının seryum (Ce) ve itriyum (Y) yüklü formaları da incelenmiştir. Hazır olarak temin edilen destek malzemelerinin yapısına, aktif metal olarak %10 demir ve promotör olarak %1-2 oranında Cu, Mn, Zn, Na, Ce ve K, emdirme veya çöktürme yöntemi uygulanarak dahil edilmiştir. Bu sırada promotör, yüzey aktif madde ve çözücü gibi farklı parametrelerin etkileri de incelenmiştir. Katalizör hazırlık sürecinde uygulanan ısıl işlemlerin etkisini belirlemek amacıyla katalizöre farklı kalsinasyon (550 ℃, 650 ℃ ve 750 ℃) ve indirgeme (400 ℃ ve 500 ℃) koşulları, reaksiyon koşullarının etkisini belirlemek için farklı reaksiyon basınçları (10 bar ve 20 bar) ve sıcaklıkları (300 ℃ ve 340 ℃) uygulanmıştır. Kullanılan parametrelerin yapısal etkileri, gerçekleştirilen SEM, BET, XRD ve TPR karakterizasyonları ile incelenmiştir. Bu çalışma sonucunda çözücü olarak su kullanılmasının, %10 Fe yüklü katalizörlerin hazırlanmasının, kalsinasyon sıcaklığının 550 °C olmasının, indirgeme sıcaklığının 400 °C olmasının, reaksiyon koşullarının 10 bar ve 340 °C olmasının performansı daha iyi etkilediği görülmüştür. Ayrıca destekler arasından itriya katkılı zirkonyanın koklaşma ve deaktivasyon açısından katalizörlerin dayanıklılığını ve performansını artırdığı, olefin:parafin oranlarına göre 10Fe2Mn-1K-1Zn/Yt-ZrO2>10Fe2Zn-1K/Yt-ZrO2>10Fe2Zn-1K-1Cu/Yt-ZrO2>10Fe2Mn-1K/ Yt-ZrO2 şeklinde sıralanan katalizörlerin en yüksek dayanımı ve performansı gösterdiği ve yüzey aktif madde olarak farklı oranlarda PVA kullanımının katalizör davranışı üzerinde farklı etkileri olabildiği görülmüştür.