Gliserinden sıvı faz katalitik reforming yöntemi ile hidrojen üretimi
Hydrogen production by aqueous phase catalytic reforming of glycerine
Yazar: DERYA ÖZGÜR
Danışman: PROF. DR. BEKİR ZÜHTÜ UYSAL
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Biyodizel, enerji ihtiyacını karşılamak için kullanılan yenilenebilir ve alternatif bir yakıttır. Doğadaki döngü dikkate alındığında CO2 emisyonu petro-dizele göre daha düşüktür. Gliserin ise biyodizel üretimi sırasında elde edilen bir yan üründür. Hayvansal ve bitkisel yağlar kullanılan biyodizel prosesi esnasında, yağların ağırlıkça %10'u gliserine dönüşmektedir. Biyodizel fazla miktarlarda üretildiği zaman, paralel olarak fazla miktarda üretilmiş olacak gliserin için dünya pazarında uygun kullanım alanları bulunmalıdır.Gliserin, hidrojen üretimi için potansiyel bir hammaddedir. Gliserinden buhar reforming (SR) ve sıvı faz katalitik reforming (APR) yöntemleri ile hidrojen üretilebilir. APR diğer yöntemlere göre daha düşük sıcaklıkta gerçekleştiği için hidrojen üretimi sırasında enerji ihtiyacını azaltmaktadır ve su-gazı dönüşüm reaksiyonu için uygun olan sıcaklıkta gerçekleştiğinden tek bir reaktör içerisinde düşük CO miktarlı hidrojen üretimini mümkün kılmaktadır. APR reaksiyonuna göre bir mol gliserolden, yedi mol hidrojen üretilebilmektedir.Bu çalışmanın amacı ise biyodizel yan ürünü olan gliserinden APR yöntemi ile hidrojen üretiminin Pt/Al2O3 katalizör ortamında gerçekleştirilmesidir. Yapılan çalışmalarda, APR reaksiyonuna sıcaklığın etkisi otoklav reaktöründe, besleme akış hızının etkisi ve besleme derişiminin etkisi sürekli sistemde yapılan deneylerle incelenmiştir. Reaksiyon sıcaklığının (160-280oC), besleme akış hızının (0,05- 0,5 mL/dak), besleme derişiminin (kütlece % 5-85 gliserin), ürün dağılımı üzerine etkisi incelenmiştir. Sıcaklık arttıkça, gaz içindeki hidrojenin % 71'ten, % 44'e düştüğü, CO2 içeriğinin ve diğer hidrokarbonların arttığı görülmüştür. Gaz üretim hızını maksimum yapan besleme akış hızı, 0,1 mL/dak olarak bulunmuştur. Gliserin konsantrasyonu azaldıkça gaz üretim hızının ve hidrojen içeriğinin daha yüksek olduğu bulunmuştur.

Abstract:
Biodiesel is one of the alternative and renewable fuels used to meet the increasing energy demand. Considering the natural cycle, CO2 emission of biodiesel is much lower than the petro diesel. Glycerine is a by-product which is obtained during biodiesel process. 10 wt % of the oil converts to glycerine during biodiesel process employing vegetable oils and fats. If biodiesel is produced in large quantities, also glycerine will be produced in large amounts, therefore it is important to find useful application area at the word market for glycerine.Glycerine is a potential feedstock to produce hydrogen. Hydrogen can be obtained from glycerine via steam reforming (SR) or aqueous-phase reforming (APR) methods. External energy supply at APR becomes much lower than SR because APR is carried out at lower temperatures. Since the temperature employed is also suitable for water gas shift reaction, it is possible to have lower CO concentrations in one reactor. According to APR, seven moles of hydrogen can be produced from one mole of glycerol.The main objective of this research is to convert glycerol to hydrogen in the medium of Pt/Al2O3 catalyst via APR. The effect of temperature on APR was carried out in an autoclave reactor and the effects of feed flow rate and feedconcentration were carried out in a continous system. The effects of reaction temperature (160-280oC), feed flow rate (0.05- 0.5 mL/dak) and feed concentration (5-85 % wt glycerine) on product distrubution were investigated. It was shown that when temperature was increased in the interval mentioned, hydrogen composition decreased from 71 % to 44 %, CO2 and other hydrocarbons? concentrations increased. Maximum gas production rate was found at feed flow rate around 0.1 mL/min. It was also found that when glycerol concentration decreased, hydrogen composition and gas production rate increased.