Kütahya-Seyitömer bitümlü şistinin düşük yoğunluklu polietilenle (DYPE) karışımının, farklı sıcaklıklarda pirolizinden elde edilen sıvı fazların karakterizasyonu
Characterization of tars obtained by pyrolysis of Kütahya-Seyitömer oil shale and low density polyethylene (LDPE) blends at diffirent temperatures
Yazar: ONUR TOSUN
Danışman: PROF. DR. MUAMMER CANEL
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Piroliz = Pyrolysis ; Polietilen = Polyethylene ; Sinerjizm = Synergism

Özet:
Bu çalışmada Kütahya Seyitömer bitümlü şisti ile düşük yoğunluklu polietilenin (DYPE) inert atmosfer altında eş piroliz işlemi gerçekleştirilmiştir. Eş piroliz sonuçları her bileşenin yalnız haldeki piroliz sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. Bu çalışmanın amacı, sıvı ürün verimi üzerinde olumlu bir sinerjik etki gözleyebilmektedir. Piroliz deneyleri çeşitli bitümlü şist ve DYPE karışım oranlarında [Karışımdaki DYPE içeriği; % 33, % 50 ve % 67 (m/m)] ve 600°C-800°C sıcaklık aralığında gerçekleştirilmiştir. Her sıcaklıktaki gaz, sıvı, su ve artık kok verimleri hesaplanmıştır. Ayrıca kırmızı çamur, zeolit ve bentonit gibi katalizörlerin sıvı ürün verimine etki de araştırılmıştır. Deneyler sonucunda elde edilen sıvı ürünlerin yapısı FTIR ve GC-MS gibi çeşitli kromatografik ve spektroskopik yöntemler ile aydınlatılmış ve deney koşullarının ürün yapısı üzerindeki etkileri incelenmiştir. Beklendiği üzere DYPE ve bitümlü şistin eş pirolizi ile yüksek verimde sıvı ürün elde edilmiştir. Deneyler sonucunda 700 °C ve % 67' lik DYPE bitümlü şist karışım oranında 34,3 ile en yüksek sıvı verimine ulaşılmıştır. En yüksek sıvı veriminin elde edildiği uygun şartlarda ortama katalizör olarak zeolit eklenmiş ve verim %42,2' ye ulaşmıştır. Bu durum DYPE ve zeolitin ortama hidrojen veren bileşikler olduğunu göstermektedir. Sonuç olarak DYPE ve bitümlü şistin eş piroliz işleminde kayda değer bir sinerjik etki gözlenmiş ve bu etki, karışıma katalizör olarak zeolit ilavesi ile birlikte daha da artmştır.

Abstract:
In this study copyrolysis of Turkish Kutahya-Seyitomer oil shale and low density polyethylene (LDPE) under inert atmosphere is performed. The copyrolysis results are compared with the calculated values from pyrolysis results of each component. The study is aimed to find out possible synergistic effets on the yields of tars. Pyrolysis experiments were performed in various ratios of oil shale and LDPE [LDPE content of the mixture in 33 %, 50 %, 67 % (w/w)] and in the temperature range of 600 °C to 800 °C. The yields of gas, tar, water and residual coke for each temperature are calculated. The effects of Red Mud, Zeolite and Bentonite as catalysts on pyrolysis liquid were also studied. Tars obtained during the experiments are characterized by various spectroscopic and chromatographic techniques such as GC-MS and FTIR and the effect of experimental conditions on the formation of valuable products are determined. As expected the copyrolysis of oil shale and LDPE gave high percentage of tar yields. The experiments showed that the maximum tar yield is 34,3 % at 700 °C and 67 % of mix ratio, oil shale to LDPE. By adding zeolit as a catalyst in the optimum mix ratio and temperature the tar yield reached to 42,2 %. This shows that LDPE and zeolit acts as a hydrogen donor compound. In addition a remarkable synergetic effect was observed in the copyrolysis of oil shale and LDPE and this effect was improved by adding zeolit as a catalyst to the oil shale, LDPE mixture.