Kömür kok fabrikası yıkama yağı metilasyonuna Me-ZSM-5 ve Me-beta zeolitlerin etkisi
Effect of Me-ZSM-5 and Me- beta zeolites on coal coke plant washing oil methylation
Yazar: HÜLYA HOŞGÜL
Danışman: PROF. DR. ALİ KARADUMAN
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Metilasyon = Methylation

Özet:
Bu tez kapsamında, Me-zeolit katalizörleri kullanılarak kömür katranı yıkama yağı fraksiyonunda bulunan naftalin türevlerinin metilasyonu ile metil naftalinler ve dimetil naftalinlerin oranı arttırılmaya çalışılmıştır. Metil naftalinler ve dimetil naftalinler polietilen naftalatın (PEN) sentezinde önemli bir hammadde olan 2,6-dimetil naftalinin (2,6-DMN) üretiminde kullanılabilmektedir. Kömür katranı naftalin yağı fraksiyonundan naftalin üretiminden sonra kalan yıkama yağı, Ni ve Cu metalleri yüklenerek hazırlanan ZSM-5 ile Beta zeolit ve saf halleri üzerinde metilasyonu, sabit yataklı katalitik bir reaktörde, 300-500 °C sıcaklık aralığında ve 1-3 st-1 boşluk hızlarında gerçekleştirilmiştir. Yıkama yağında bulunan naftalinin dönüşümüne, 2-MN/1-MN oranına, 2,6-DMN/2,7-DMN oranına ve 2-6-DMN seçimliliğine, boşluk hızının, katalizörün ve sıcaklığın etkisine bakılmıştır.
Gerçekleşen reaksiyon sonucu elde edilen sıvı ürünler Thermo Figan marka GC-MS cihazında, 60 m kapiler kolonda analiz edilmiş olup, ayrıca katalizörlerin karakterizasyonunda SEM, FTIR, XRF ve BET cihazları kullanılmıştır.
Deneylerden elde edilen sonuçlara göre kömür kok fabrikasından alınan yıkama yağı içerisindeki dimetil naftalin seçimlilik değerleri metilasyonla artmıştır. Naftalin dönüşümü incelendiğinde ZSM-5 katalizörler için en yüksek değer %93,93, Beta katalizörler için en yüksek değer ise %93,23 olarak bulunmuştur. 2-MN/ 1-MN oranları ZSM-5 ve Beta katalizörlerinde 1-3 arasında olduğu görülmüştür. Her iki katalizör için de MN ve DMN oluşumu gerçekleşmiş ve 2,6-DMN seçimliliğinin ZSM-5 katalizörleri için %49,66 arttığı, Beta katalizörleri için ise %23,65 arttığı görülmüştür. 2,6/ 2,7-DMN oranı ise 14' lere kadar çıkmıştır.

Abstract:
Within the scope of this thesis, it has been tried to increase the ratio of methyl naphthalenes and dimethyl naphthalenes by methylation of naphthalene derivatives in coal tar washing oil fraction using Me-zeolite catalysts. Methyl naphthalenes and dimethyl naphthalenes can be used in the production of 2,6-dimethyl naphthalene (2,6-DMN), an important raw material in the synthesis of polyethylene naphtalate (PEN). In this thesis, methylation of methyl naphthalenes (MN) on zeolite catalysts in washing oil taken from coke factory was investigated. For this purpose, methylation of the washing oil sample on pure form Beta, ZSM-5 zeolites and prepared by loading copper (Cu) and nickel (Ni) metals is carried out in a fixed bed catalytic reactor at a temperature range of 300-500°C and  at space velocity range of 1-3 st-1. 
The conversion of naphthalene in the washing oil, 2-MN/ 1-MN ratio, 2,6-DMN/ 2,7-DMN ratio and 2,6-DMN selection, the effect of cavity speed, catalyst and temperature were investigated. 
Liquid products obtained as a result of the reaction were analyzed in Thermo Figan brand GC-MS device, 60 m capillary column and also SEM, FTIR, XRF and BET devices were used for characterization of catalysts. 
According to the results obtained from experiments, the selectivity values of dimethyl naphthalene in washing oil taken from coal coke factory increased. When the naphthalene conversion was examined, the highest value for ZSM-5 catalyst was 93,93% and the highest value for Beta catalayst was 93,23%. 2-MN/ 1-MN ratios were found to be between 1-3 in ZSM-5 and Beta catalyst. For both catalysts, MN and DMN formation occured and it was observed that the selectivity of 2,6-DMN increased 49,66% for ZSM-5 catalysts and 23,65% for Beta catalysts. The ratio of 2,6/ 2,7-DMN reached up to 14.