Kurşunsuz benzin katkı maddesi dietil eterin (DEE) üretimi üzerine kinetik çalışmalar
Kinetics studies for the production of diethyl ether (DEE) used as unlead gasoline additives
Yazar: KEMAL ARSLAN
Danışman: PROF. DR. GÜLŞEN DOĞU ; PROF. DR. KIRALİ MÜRTEZAOĞLU
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2004
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Yapılan çalışmanın temel amacı, araç yakıtlarının çevre ve insan sağlığı üzerindeki olumsuz etkilerini azaltabilmek amacıyla çevre dostu benzin eldesinde katkı maddesi olarak kullanılabilme niteliğine sahip olan dietil eter (DEE) sentezini gerçekleştirmektir. Çalışmanın ilk aşamasında, Amberlit-15 katalizörleri farklı sıcaklıklarda (403-463K) 2 saat süre ile ısıya tabi tutulmuş ve işlem sıcaklığı arttıkça Amberlit-15'in hidrojen iyon değişim kapasitesinin azaldığı belirlenmiştir. Katalizör aktivitesi 453K'e dek yaklaşık olarak sabit kalmış ancak 463K reaksiyon sıcaklığında aktivite zamanla azalmıştır. Amberlit-15'in DEE üretim reaksiyonu için oldukça aktif olduğu ve 403-453K sıcaklık aralığında, 8 saatlik reaksiyon periyodu boyunca kararlılığını koruduğu belirlenmiştir. Çalışmanın ikinci aşamasında, sıvı fazda, dolgulu sürekli diferansiyel akış reaktörü kullanılarak, asidik iyon değiştirici reçine Amberlit-15 katalizörü üzerinde, 403-453K sıcaklık aralığında etanolun dehidratif eterleşme reaksiyonu ile DEE sentezlenmiştir. Gözlenen reaksiyon hızı ve dönüşümün artan başlangıç etanol konsantrasyonu ile birlikte azaldığı ve artan sıcaklıkla birlikte arttığı belirlenmiştir. Çalışmanın son aşamasında, DEE sentez reaksiyonu için önerilen reaksiyon mekanizmasının hız parametreleri farklı sıcaklıklarda eldeedilen deneysel başlangıç hız verilerinin Levenberg-Marquardt regresyon analizi ile belirlenmiştir.Anahtar Kelimeler : Çevre dostu benzin, DEE, etanol, dehidratif eterleşme, Amberlit-15

Abstract:
Basic aim of this study is to reduce the negative effects of transportation fuels on the ecosystem and especially on human health by the synthesis of diethyl ether (DEE) for environmentally clean gasoline production. In the first part of the study, Amberlyst-15 catalyst particles were heat treated at different temperatures (403-463K) during 2h and it was determined that, hydrogen ion-exchange capacity of Amberlyst-15 decreases with increasing temperature of the heat treatment. The activity of catalyst was approximately constant up to 453K; then activity decreased steadily when reaction temperature was 463K. It was determined that, Amberlyst-15 is very active for DEE reaction of production and shows stable behavior during the reaction period of 8h. at the temperature range between 403 and 453K. In the second part of the study, DEE was synthesised in liquid phase using a packed-continuous differential flow reactor, over the acidic ion- exchange resin catalyst Amberliyst-15 at the temperature range between 403 and 453K by the dehydrative etherification reaction of ethanol. It was determined that, observed reaction rate and conversion decrease with increasing initial ethanol concentration and increase with increasing reaction temperature. In the last part of the study, the rate parameters of the proposed reaction mechanism for synthesis of DEEIV were estimated by Levenberg-Marquardt regression analysis of the experimental initial rate data at different temperatures. Keywords : Environmentally clean gasoline, DEE, ethanol, dehydrative etherification, Amberlyst-15