Çinko oksit destekli katı bazik katalizör varlığında biyodizel üretim süreçleri
Biodiesel production processes in presence of zinc oxide supported solid base catalyst
Yazar: OYLUM SUNAL
Danışman: YRD. DOÇ. DR. NEZAHAT BOZ
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Enerji = Energy ; Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, bitkisel yağların transesterifikasyonunda kullanılan K2CO3/ZnO heterojen katalizörü, empregnasyon metodu ve bunu takip eden kalsinasyon işlemi ile hazırlandı. K2CO3 `ün ZnO üzerine yükleme oranı, kalsinasyon sıcaklığı, metanol/yağ molar oranı, transesterifikasyon reaksiyonu sıcaklığı ve zamanı ve katalizör konsantrasyonu çalışmanın parametrelerini teşkil etti. Ayrıca; reaksiyonda kullanılan alkol tipleri, bitkisel yağ tipleri ve katalizörün tekrar kullanılabilirliği de araştırılan konular arasında yer aldı. %25 ağ. K2CO3 yüklemesi, 600°C kalsinasyon sıcaklığı, 65°C'de 9 saat reaksiyon süresi, %3 ağ. katalizör miktarı ve 6/1 molar metanol/yağ oranı olarak belirlenen katalizör hazırlama ve transesterifikasyon reaksiyonu koşullarında %97,7 oranında bir metil ester verimi elde edildi. Bitkisel yağın biyodizele elde edilen bu yüksek oranda ki dönüşümü, katalizör yüzeyinin nispeten yüksek olan bazikliği ile ilişkilendirildi (3,132 mmol/g). Kanola yağı metil esterinin; ester içeriği, yoğunluk, viskozite, parlama noktası, bakır şerit korozyonu, toplam ve serbest gliserol, asit değeri, distilasyon sıcaklıkları, akma noktası, donma noktası ve hesaplanmış setan indeksi gibi yakıt özellikleri de test edildi. Hesaplanmış setan indeksi 62,7 olarak bulundu. Akma noktası (?10°C) ve donma noktası (?12,8°C) ise No.2 dizel yakıtından daha düşük değerlerde bulundu. Sonuçlar, üretilen kanola yağı metil esterinin güvenli bir şekilde alternatif dizel yakıtı olarak kullanılabileceğini göstermiştir.

Abstract:
In this work K2CO3/ZnO heterogeneous catalyst for transesterification of vegetable oils was prepared by impregnation method following calcination. The ratio of K2CO3 to ZnO, calcinations temperature, molar ratio of methanol/oil, transesterification reaction temperature and time, and the concentration of the catalyst were used as the parameters of the study. The type of alcohols, the type of vegetable oils and reusability of the catalyst was also investigated. A methyl ester yield of 97.7 was obtained under the catalyst preparation and transesterification conditions of K2CO3 loading of 25 wt%, calcination temperature of 873 K, 9 h of reaction time at 338 K and using 3 wt% catalyst and molar ratio of methanol/oil of 6/1. This high conversion of vegetable oil to biodiesel is considered to be associated with the achieved relatively high basicity of the catalyst surface (3.132 mmol/g). Fuel properties of canola oil methyl ester were tested including ester content, density, viscosity, flash point, copper strip corrosion, total and free glycerol, acid value, distillation temperatures, pour point, freezing point and calculated cetane index. Calculated cetane index was found to be 62.7. Pour point (?10°C) and freezing point (?12.8°C) values were found to be lower than No.2 diesel fuel. The results showed that the produced canola oil methyl ester can safely be used as an alternative diesel fuel.