Asfaltitlerin atık polistirenle metal yüklü zeolit katalizörler üzerinde eşpirolizi
Co-pyrolysis of asphaltites with polystrene wastes over metal loaded zeolite catalysts
Yazar: HAVVA SARIKAYA
Danışman: PROF. DR. MURAT İSMET EROL
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Kopiroliz = Copyrolysis ; Petrol kurtarımı = Oil recovery ; Silika zeolit = Silica zeolite

Özet:
Dünyada mevcut olan enerji kaynaklarının tüketimi, teknolojik gelişmelere ve yoğun nüfusa bağlı olarak her geçen gün artmaktadır. Dolayısıyla asfaltit ve polistiren (PS) atıklar gibi enerji potansiyeline sahip kaynakların etkin kullanılması oldukça önem arz etmektedir. Bu çalışmayla bir plastik atık olan PS ile Silopi asfaltitinin katalizör varlığında ve katalizörsüz olarak ayrı ayrı ve birlikte pirolizi araştırılmıştır. Deneyler, N2 atmosferinde ve 350-425 °C sıcaklık aralığında kesikli sistemde gerçekleştirilmiştir. Katalitik deneylerde ZSM-5 ve MCM-41 tipi zeolit katalizörlerle bu katalizörlere ıslak emdirme metoduyla Co ve Ni metalleri yüklenmiş yeni katalizörler kullanılmıştır. Piroliz ve eşpirolizle oluşan reaktör içeriğinin vakum altında (400 °C) damıtılmasıyla sıvı ürün elde edilmiş, geri kalan kalıntı ise katı ürün olarak alınmıştır. Sıvı ürünler GC-MS ile analizlenerek içerdiği bileşenler tanımlanmış ve miktarları belirlenmiştir. Sıcaklık, katalizör türü, Asfaltit/PS oranı ve hammadde/katalizör oranı gibi deney parametrelerinin sıvı, gaz, katı ürün ve toplam (sıvı+gaz) verime etkileri incelenmiştir.
Deneysel çalışmaların sonuçlarına göre katalizörsüz gerçekleştirilen PS pirolizinde en fazla sıvı verimi 400 °C'de, % 62.15 olarak belirlenmiştir. GC-MS analizleri sonucu sıvı ürünlerin içerdiği hidrokarbonların C6-C17 aralığında değiştiği görülmüştür. PS'nin pirolizinde 0.5 Ni-MCM-41 katalizör ve 400 °C sıcaklıkta en yüksek toplam dönüşüm % 69.77 olarak bulunmuştur. PS/Asfaltit eşpirolizinde ise en yüksek sıvı verimine % 38.85 olarak 400oC sıcaklıkta ulaşılmıştır. PS/Asfaltit eşpirolizi sonucunda oluşan sıvı ürün içeriğindeki hidrokarbonların C4-C22 aralığında değişmektedir. Ayrıca zeolit katalizörlerin kullanımı hem piroliz ve hem de eşpiroliz için gaz ürün veriminde artışa sebep olmuştur.

Abstract:
The consumption of energy resources available in the world has increased so far depending on advancement of technological and population density. This is why, it is vital that resources owning energy potential such as asphaltite and polystyrene wastes are efficiently used.In this study, the pyrolysis of PS which is a plastic waste and  Silopi asphaltitewas carried out both seperately and together in the presence of catalyst and without it. Experiments was done at N2 atmosphere and at temperature range of 350-425° C in batch reactor. ZSM-5 and MCM-41 type zeolite catalysts and Co and Ni metals loaded status were utilized these catalysts by implementing wet impregnation method. The liquid product was obtained by vacuum distilling (400 °C),  the reactor contents formed by pyrolysis and co pyrolysis and the recovered residue was taken as solid product. The components and amounts of liquid products obtained by distillation was determined as a result of GC-MS analysis. The effects of test parameters such as temperature, type of catalyst, ratio of asphaltite/PS and raw material/catalyst on the yield of liquid, gas, solid products obtained and total (gas+liquid) yield was analyzed.
The maximum liquid yield in PS pyrolysis was determined to be 62.15 %  at 400 °C. GC-MS analyzes indicated that the hydrocarbons contained in liquid products change in the C6-C17 range. The highest total conversion in PS pyrolysis was determined to be 62.15 %  0.5 Ni-MCM-41 catalyst and 400 °C. The maximum liquid yield in PS/Asphaltite co-pyrolysis was determined to be 38.8 5%  at 400 °C. GC-MS analyzes indicated that the hydrocarbons contained in liquid products change in the C4-C22 range. Furthermore, the use of zeolite catalysts has positively influenced the yield of gaseous products for both pyrolysis systems.