Reaktif ekstraksiyon yöntemi kullanılarak bazı karboksilik asitlerin sulu çözeltiden geri kazanımı
Recovery some carboxylic acids from aqueous solution by using reactive extraction method
Yazar: ESMA BAYKAL
Danışman: PROF. DR. ŞAH İSMAİL KIRBAŞLAR ; DR. ÖĞR. ÜYESİ ASLI GÖK
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Bu çalışmada reaktif ekstraksiyon yöntemi kullanılarak bazı karboksilik asitlerin sulu çözeltilerden geri kazanımının incelenmesi amaçlanmıştır. Bu bağlamda literatür taraması yapılmış ve daha önce çalışılmamış olan kombinasyonlar oluşturulmuştur. Karboksilik asit olarak, okzalik asit, sitrik asit ve maleik asit kullanılmıştır. On farklı çözücü ve reaktan olarak tripropilamin (TPA) kullanılarak reaktif ekstraksiyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Kullanılan çözücüler; 1-bütanol, izoamil alkol, metil etil keton (MEK), metil izobütil keton (MİBK), diizobütil keton (DİBK), izobütanol, n-hekzan, dimetil glutarat, etil propiyonat ve dietil karbonattır. Çalışmada ayrıca saf çözücülerle fiziksel ekstraksiyon denemeleri gerçekleştirilmiştir. 
Deneysel aşamada kullanılacak karboksilik asitlerin ağırlıkça % 5'lik sulu çözeltileri hazırlanmıştır. Su fazının organik faza oranı 1:1 olarak çalışılmıştır. Fiziksel ekstraksiyonda organik faz sadece solventten oluşurken, reaktif ekstraksiyonda solvent+TPA karışımından oluşmaktadır. TPA oranı değiştirilerek her çözücüyle beş çalışma yapılmıştır. Deney bitiminde su fazı ve organik fazdaki asit miktarları tayin edilmiştir. Dağılma katsayısı, yükleme faktörü ve ekstraksiyon verimi değerleri hesaplanmıştır.
Yapılan fiziksel ve reaktif ekstraksiyon sonuçları incelendiğinde, karboksilik asitlerin sulu çözeltilerden geri kazanımında organik faza TPA eklemesinin ekstraksiyon etkinliğini büyük oranda arttırdığı görülmüştür. TPA miktarının artmasıyla, dağılma katsayısı ve ekstraksiyon verimi yükselmiş, yükleme faktörü değeri düşmüştür. Çalışma sonucunda okzalik asit için TPA/MEK, sitrik asit için TPA/MEK ve maleik asit için TPA/1-bütanol kullanılması önerilmektedir.

Abstract:
In this study, it is aimed to investigate the recovery of some carboxylic acids from aqueous solutions by using reactive extraction method. In this context, literature has been reviewed, and the combinations that have not been studied before, were created. Oxalic acid, citric acid and maleic acid have been used as carboxylic acids. Reactive extraction studies have been carried out using ten different solvents and tripropylamine (TPA) as reactant. Solvents used are; 1-butanol, isoamyl alcohol, methyl ethyl ketone (MEK), methyl isobutyl ketone (MIBK), diisobutyl ketone (DIBK), isobutanol, n-hexane, dimethyl glutarate, ethyl propionate and diethyl carbonate. In the study, physical extraction experiments were also carried out with pure solvents.
Aqueous solutions 5 % by weight of carboxylic acids were prepared to be used in the experimental stage. The ratio of the water phase to the organic phase was studied as 1:1. The organic phase in the physical extraction consists of only solvent, while in the reactive extraction the organic phase consists of the mixture of solvent+TPA. Five studies were performed with each solvent by changing the TPA ratio. At the end of the experiment, acid amounts in the water phase and organic phase were determined. Values of distribution coefficient, loading factor, and the extraction yield were calculated.
When the results of physical and reactive extraction were examined, it was seen that adding TPA to the organic phase greatly increased the extraction efficiency in the recovery of carboxylic acids from aqueous solutions. With the increase of TPA amount, distribution coefficient and extraction yield increased and the value of loading factor decreased. As a result of the study, it is recommended to use TPA/MEK for oxalic acid, TPA/MEK for citric acid and TPA/1-butanol for maleic acid.