Nanomalzemeler ile ham petrolün adsorptif desülfürizasyonu
Adsorptive desulfurization of crude oil with nanomaterials
Yazar: EYYÜP GÖRDÜK
Danışman: DOÇ. DR. ABDULLAH ÖZKAN
İskenderun Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliği = Petroleum and Natural Gas Engineering
Dizin: Ham petrol = Crude oil ; Kükürt giderme = Desulfurization ; Nanokompozitler = Nanocomposites ; Nanomateryaller = Nanomaterials

Özet:
Global ölçekte tüketilen enerji kaynaklarının başında hidrokarbonlardan oluşan ham petrol gelmektedir. Ham petrolün yapısında karbon ve hidrojenden sonra en fazla bulunan element ise kükürttür. Petrolün yapısındaki kükürt ve kükürt bileşikleri yanma sonrasında ortaya çıkardıkları SOx gazları sebebiyle hem çevre hem de insan sağlığı için tehlikelidir. Kükürtün petrolden uzaklaştırılması hem maliyetli hem de zor bir prosestir. Bu yüzden ham petrolün kükürt içeriği petrol fiyatı üzerinde doğrudan etkiye sahiptir. Kükürt ve kükürt bileşiklerinin petrolden uzaklaştırılması (desülfürizasyon) için çeşitli metotlar uygulanmakla beraber en yaygın kullanılan prosesi HidroDeSülfürizasyon (HDS) yöntemidir. HDS yönteminin haricinde günden güne kullanımı yaygınlaşan Biyodesülfürizasyon (BDS), Ekstraksiyon, Oksidatif desülfürizasyon (ODS) ve Adsorptif Desülfürizasyon (ADS) prosesleri bulunmaktadır.
Bu tez çalışmasında, grafen, grafen oksit, altın nanopartikül ile fonksiyonelleştirilmiş grafen oksit ve gümüş nanopartiküller ile çapraz bağlanmış altın nanopartiküller ile fonksiyonelleştirilmiş grafen oksitin adsorptif desülfürizasyon performansı incelenmiştir. Sentezlenen adsorbanlar X-Işını Fotoelektron Spektroskopisi (XPS), Geçirimli Elektron Mikroskobu (TEM) ve Taramalı Elektron Mikroskopu (SEM) ile karakterize edilmiş ardından her bir adsorbandan ayrı ayrı 0,1 g, 0,2 g, 0,3 g, 0,4 g ve 0,5 g alınmış 50 mL ham petrol içerisine ayrı ayrı eklenmiş, ortam sıcaklığında 400 rpm de 60 dk karıştırılmış ve reaksiyon sonrası adsorban santrifüj cihazı yardımıyla adsorbandan ayrılması sağlanarak bakiye kükürt miktarına bakılmıştır.

Abstract:
Crude oil, which consists of hydrocarbons, is the leading energy source consumed on a global scale. Sulfur is the most abundant element after carbon and hydrogen in the structure of crude oil. Sulfur and sulfur compounds in the structure of petroleum are dangerous for both the environment and human health due to the SOx gases they produce after combustion. Removing sulfur from oil is a costly and difficult process. Therefore, the sulfur content of crude oil has a direct effect on the price of oil. Although various methods are used for the removal of sulfur and sulfur compounds from petroleum (desulphurization), the most widely used process is HydroDeSulfurization (HDS). Apart from the HDS method, there are Biodesulfurization (BDS), Extraction, Oxidative Desulfurization (ODS), and Adsorptive Desulfurization (ADS) processes, which are becoming more and more popular day by day.
In this thesis, the adsorptive desulfurization performance of graphene, graphene oxide, graphene oxide functionalized with gold nanoparticles, and graphene oxide functionalized with gold nanoparticles cross-linked with silver nanoparticles were investigated. The synthesized adsorbents were characterized by X-Ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), Transmissive Electron Microscopy (TEM), and Scanning Electron Microscopy (SEM), then 0,1 g, 0,2 g, 0,3 g, 0,4 g, and 0,5g adsorbents were taken separately and placed in a flask which includes 50mL crude oil. Then each flask was stirred at 400 rpm at ambient temperature for 60 minutes. After the reaction, the adsorbent was separated from the mixture with the help of a centrifuge and the residual sulfur amount was checked.