Biyodizel yan ürünü gliserinin eterifikasyonu ile yüksek kalitede yeni yakıt formülasyonu
Formulation of new high quality fuels by etherification of glycerol which is a by-product in biodiesel production
Yazar: NALAN ÖZBAY
Danışman: PROF. DR. GÜLŞEN DOĞU ; YRD. DOÇ. DR. NURAY OKTAR
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Bölümü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimyasal Teknolojiler Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Biyodizel = Biodiesel ; Gliserin = Glycerin

Özet:
Biyodizel, bitkisel ve hayvansal yağların metanol veya etanol ile transesterifikasyon reaksiyonu ile üretilen yağ asidi metil esterlerinin karışımıdır ve son yıllarda motorlu taşıtlarda dizel yakıtına bir alternatif olarak önem kazanmıştır. Gliserin (G), biyodizel üretiminde önemli bir yan üründür ve ancak yüksek kalitede yakıt katkı maddeleri gibi değerli ürünlere dönüştürülebildiği zaman biyodizelin yakıt alternatifi olarak kullanımı değer kazanabilir. Bu çalışmada gliserinin ARCO prosesinde bir yan ürün olan tert-bütil alkol (TBA) ile eterleşme reaksiyonu yüksek kalitede motorlu taşıt yakıtı veya yakıt katkı maddesi üretimi için incelenmiştir. Gliserinin eterleşme reaksiyonu sürekli akışlı bir reaktörde Amberlit-15 ve Amberlit-16 gibi iyon değiştirici reçine katalizörler varlığında yürütülmüştür. Reaksiyon sıcaklığının (80-110ºC), besleme bileşiminin (TBA/G=3/1-8/1) ve alıkonma süresinin (6, 8, 12, 16, 18, 24 g s cm-3) ürün dağılımı üzerine etkisi incelenmiştir. En yüksek gliserin ve TBA dönüşümüne Amberlit-15 katalizörlüğünde reaktanların molar oranları 8/1 ve reaksiyon sıcaklığı 110 ºC olduğu durumda ulaşılmıştır. Yapılan çalışmada mono- eterler, di- eterler ve tri- eter elde edilmiştir. Mono- eter seçiciliğinin diğerlerinden yüksek olduğu tespit edilmiştir. Deney sonuçlarına bakıldığında ürün seçiciliklerinin farklı reaksiyon parametreleri ile değişmediği görülmüştür. Amberlit-16 üzerinde ise katalizörün düşük asiditesine bağlı olarak en yüksek miktarda di- eterler ve tri- eter (istenen ürünler) oluşmuştur.

Abstract:
Biodiesel is a mixture of fatty acids methyl esters which is produced by transesterification of vegetable/animal oils with methanol/ethanol and has gained importance as an alternative to diesel fuel for motor vehicles in recent years. Glycerol (G) is the major by-product of biodiesel production and the use of biodiesel as a fuel alternate may be feasible if glycerol can also be converted to valuable products such as high quality fuel additives. In the present study, the etherification reaction of glycerol with tert-butyl alcohol (TBA) which is also a by-product in the ARCO process was investigated to produce high quality motor vehicle fuels and fuel additives. The etherification reaction of glycerol was carried out in a continuous flow reactor using acidic resin catalysts such as Amberlyst-15 and Amberlyst-16. Effects of reaction temperature (80-110ºC), feed composition (TBA/G=3/1-8/1) and space times (6, 8, 12, 16, 18, 24 g s cm-3) on the product distribution were investigated. The highest conversion of glycerol was achieved on Amberlyst-15 when the molar ratio of reactants was 8/1 at 110 ºC. Mono- ethers, di- ethers and tri- ether were obtained in the study. The selectivities of the products didn?t change with different reaction parameters. Over Amberlyst-16 the the highest amount of di- and tri- ethers (desirable products) was formed due to its lower acidity.