İran ağır petrol asfalteninin hidrokraking çalışmalarının incelenmesi
The investigation of hydrocracking reactions of iranian heavy oil asphaltene
Yazar: SAVAŞ GÜRDAL
Danışman: PROF. DR. MUZAFFER YAŞAR
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Proses ve Reaktör Tasarımı Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Petrolün en karmaşık yapılı fraksiyonu olan asfalten, ağır petrollerde fazla miktarda bulunmaktadır. Ağır fraksiyon olan asfaltenin, daha hafif  ve ekonomik değeri yüksek olan ürünlere dönüştürülmesi  gerekmektedir. Slurry hidrokraking rafinasyon işlemleri içinde en umut verici prosesdir. Bu çalışmada, asfaltene uygulanan katalitik hidrokraking yöntemiyle, yüksek verim alınmasına katkı sağlayabilecek, ucuz ve kolay temin edilebilir katalizörlerin saptanması amaçlanmaktadır.
Bu çalışmada İran ağır petrolünün vakum  kalıntısından elde edilen asfaltenin slurry hidrokraking çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Başlangıçta, demir bazlı  metaloksit katalizör bileşimleri hazırlanmıştır. Daha sonra, bu katalizör bileşimleri, 425 oC, 100 bar H2 basıncı ve  90 dakika boyunca , 10 ml  hacimli paslanmaz çelik bomba tipi reaktörde, 200 rpm dikey karıştırma düzeneğinde, bir akışkan yatak kum banyosunda    asfalten ile  reaksiyona tabi tutulmuşlardır. Reaksiyon süresi, sıcaklık, başlangıç H2 basıncı, ve katalizör kombinasyonunun,  sıvı ürünler, kok ve gaz ürünlerin verimlerine  olan etkileri incelenmiştir. Asfaltenin maksimum dönüşerek ve  minumum kok fazını oluşturup sıvı ürünlere dönüştüğü katalizör bileşimi belirlenmiştir. İran ağır petrol kalıntısının ve asfaltenin yapısının incelenmesi için 1H NMR ve  Elementel Analiz, molekül ağırlığının tayini için ise GPC analizi yapılmıştır. Reaksiyonlar sonucu oluşan gaz ürünlerin bileşimlerinin tespiti için Gaz Kromatografisi, katalizörün  ısıl değişimlerini incelemek için Diferansiyel Taramalı Kalorimetre(DSC) analizi yapılmıştır.

Abstract:
Asphaltene is the most complicated fraction of petroleum. There is so much asphaltene in heavy petroleum.Asphaltene needs to be converted to the lighter and more valuable products. Slurry hydrocracking is the most promising operation in the refining processes. The aim of this study is determination of easily accessible and cheaper catalyst which contributes to achieve higher yields by catalytic hydrocracking. 
This study presents, slurry hydrocracking of the asphaltene obtained by Iranian petroleum vacuum residue. Firstly, iron based catalysts and metal oxide mixtures were prepared. Then, these  catalysts mixtures and asphaltene reactions were carried out o in a 10 ml stainless stain bomb-type reactor with vertically mixing apparatus at 200 rpm  mixing speed on a fluidized sandbath, under the conditions of 425 oC, 100 bar H2 pressure and  90 minutes. The effects of reaction time, temperature, the initial H2 pressure and the catalysts combination on the yields of the liquid products, coke and gases were discussed. The catalyst combination was determined for maximum asphaltene conversion and minumum coke formation to liquid products. Iranıan heavy oil and asphaltene?s structure and molecular weight were determined with 1H NMR , Elemental Analysis  and  GPC. Gas Chromatography (GC) was used to determine gas combination of formed reactions. Differential Scanning Calorimeter (DSC) was used  to research  thermal changes of catalysts.