Süperkritik su ortamında 2-propanolün katalitik gazlaştırılması
Catalitic gasification of 2-propanol in supercritical water
Yazar: FATİH AYNACI
Danışman: DOÇ. DR. MESUT AKGÜN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Hidrojen = Hydrogen ; Katalitik reaksiyon = Catalytic reaction ; Süperkritik akışkanlar = Supercritical fluids

Özet:
Sanayi devrinin lokomotif rolünü üstlenmiş olan fosil yakıtlar (petrol, kömür) ve devamı olan doğalgaz rezervleri sınırlıdır. Aynı zamanda neden oldukları çevre problemlerinde de büyük sorundur. Tüm bu nedenlerle, yenilenebilir yakıt ya da kaynaklara gereksinimi ortaya çıkarmıştır. Yenilenebilir kaynaklardan biri olarak biyokütle düşünülmektedir.Bu çalışmada, endüstride önemli bir organik madde olan 2-propanolün (CH3CHOHCH3), süperkritik su ortamında platin katalizör kullanılarak gazlaştırılması incelenmiştir. Yapmış olduğumuz çalışmada sistem sıcaklığının, basıncının ve reaktörde kalma zamanının gazlaştırma verimi üzerine etkisi incelenmiş, en yüksek verimin elde edileceği proses koşulları belirlenmiştir. Bu amaçla yapılan deneylerde; 250±10 bar basınç altında farklı reaksiyon sıcaklıklarının (400, 450, 500, 550 ve 600?C) ve farklı reaksiyon süresinin (10, 15, 20, 25 ve 30 s) gaz kompozisyonu, elde edilen enerji miktarı ve Toplam Organik Karbon (TOK) dönüşümüne etkisi incelenmiştir. Ayrıca, sistem basıncının etkisini incelemek için 50, 100, 150, 200, ve 250 bar basınçta, konsantrasyon etkisini incelemek için de 36000, 54000, 72000, 90000 ve 108000 mg/L konsantrasyonda deneyler yapılarak bu parametrelerin etkileri incelenmiştir. Gazlaştırma sonucu elde edilen gazların kompozisyonları tesbit edilmiştir. Elde edilen gaz kompozisyonları literatürdeki çalışmalarla mukayese edilmiştir. Ayrıca; başlangıçtaki TOK miktarı ile deney sonunda elde edilen TOK'tan yola çıkarak reaksiyonun kinetik modeli oluşturulmuştur.

Abstract:
The reserves of fossil fuels (petroleum and coal) and natural gas, which had a major locomotive role in industrial revolution, are becoming very scarce. At the same time, these sources have a big influence on ecological problems. All of these reasons arise a need towards alternative fuels or sources, one of which is biomass.In this study, the gasification of 2-propanol (CH3CHOHCH3), which is an important organic material in industry, was carried out using a platinum catalyst in supercritical water. The effects of system temperature, pressure and reactor retension time on the gasification efficiency were investigated and the process circumstances giving the maximum gasificaion efficiency were determined. With these purposes, under a constant pressure of 250±10 bar, the influence of different reaction temperatures (400, 450, 500, 550 ve 600?C) and reaction times (10, 15, 20, 25 and 30 s) on gas product composition, amount of energy obtained and TOC conversion was investigated. Then, more experiments were made under pressures of 50, 100, 150, 200 and 250 bar in order to evaluate the effect of pressure, and with concentrations of 36000, 54000, 72000, 90000 ve 108000 mg/L in order to evaluate the effect of concentration. The compositions of the gaseous effluents were determined at the end of the gasification experiments and these results were compared with the ones presented in literature. What is more, with the aid of comparing the initial and final TOC values, a kinetic model for the reaction was proposed.