Metanol ve oleik asidin purolıte CT151 katalizörü ile esterifikasyonu
Esterification of methanol and oleic acid with purolite CT 151 catalyst
Yazar: ELİF BAYTAŞ
Danışman: PROF. DR. OĞUZHAN İLGEN
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Biyodizel = Biodiesel ; Esterleşme = Esterification ; Reçine = Resin ; Serbest yağ asitleri = Free fatty acids

Özet:
Son yıllarda bitkisel kökenli ve yenilenebilir bir yakıt olan biyodizelin geleneksel dizel yakıtlar ile belli oranlarda karıştırılarak ya da saf yakıt olarak kullanılması ile ilgili çalışmalara ilgi artmıştır. Biyodizel üretiminde geleneksel olarak alkali katalizörler kullanılsa da düşük kaliteli yağlar hammadde olarak kullanıldığında serbest yağ asidi miktarının fazla olması sabun oluşumuna neden olur. Bu durumda asitliği azaltmak için alkali katalizli transesterifikasyondan önce bir ön aşama gereklidir. Heterojen asitler, baz katalizli transesterifikasyon reakiyonu öncesi ön işlem olarak esterleştirme yoluyla yağ asidi safsızlıklarını gidermek veya daha yüksek sıcaklıklarda sabunlaşma olmadan aynı anda esterifikasyon ve transesterifikasyon reaksiyonlarını katalizleyerek daha az işlem ile biyodizel elde etmek için kullanılabilir. Bu çalışmada, serbest yağ asidinin metanol ile esterifikasyon reaksiyonu heterojen asit katalizör çeşidi olan PuroliteCT151 iyonik reçine ile kesikli reaktörde gerçekleşmiştir. En yüksek verim (84,05) metanol/ yağ molar oranı 12:1, sıcaklık 67 °C, reaksiyon süresi 7 saat ve %20 katalizör miktarı olan deney koşullarında elde edilmiştir. Tersinir esterleşme reaksiyonunu da içeren Eley-Rideal kinetik model kullanılmış ve deneysel veriler model ile uyum göstermiştir.

Abstract:
In recent years, interest in studies on the use of biodiesel, which is a renewable and vegetable fuel, mixed with conventional diesel fuels in certain proportions or as pure fuel has increased. Although alkaline catalysts are traditionally used in the production of biodiesel, when low quality oils are used as raw materials, the excess amount of free fatty acids causes soap formation. In this case, a preliminary step is required before alkali-catalyzed transesterification to reduce acidity. Both transesterification and esterification can occur at the same time. Heterogeneous acids can be used to remove fatty acid impurities by esterification as a pre-treatment prior to the base-catalyzed transesterification reaction or to obtain biodiesel with less processing by catalyzing simultaneous esterification and transesterification reactions at higher temperatures without saponification.In this study, the esterification reaction of free fatty acid with methanol was carried out in a batch reactor with PuroliteCT151 ionic resin, which is a heterogeneous acid catalyst type. The highest yield (84.05) was obtained in experimental conditions with methanol/oil molar ratio of 12:1, temperature 67 °C, reaction time 7 hours and 20% catalyst amount. The Eley-Rideal kinetic model, including the reversible esterification reaction, was used and the experimental data were consistent with the model.