1,2,4-trimetilbenzen ile n-pentanın Me-ZSM-5/mordenit bizeolit katalizörü üzerinde dealkilsiklizasyonunun ksilen üretimine etkisi
No Thumbnail Available
Files
Date
2023
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Fen Bilimleri Enstitüsü
Abstract
Aromatik bileşiklerin petrokimya endüstrisinde çeşitli kullanım alanları mevcuttur. Aromatiklerin üretimi için mevcut süreçler bulunmaktadır ve bu süreçler pek çok araştırmacı tarafından çalışılmıştır. Son zamanlarda yapılan çalışmalar, petrokimya sanayinde gerçekleşen reforming prosesinden çıkan, ağır reformatları değerlendirmeye yönelmiştir. Bu ağır reformatlara arz talebi olmadığı değerlendirip benzine katılması için çalışmalar mevcuttur. Gerçekleşen üretim proseslerinde farklı tepkimeler ve bu tepkimeler için kullanılan farklı katalizörler mevcuttur. Bunlardan biri de hafif alkanlarla reaksiyonundan, bu ağır reformatları zeolit katalizörler üzerinde değerli aromatik bileşiklere dönüştürmektir. Ağır reformat bileşiminin %39'unu 1,2,4-Trimetilbenzen (TMB) oluşturmaktadır. Bu ürünün değerlendirmesi ayrı bir önem arz etmektedir. Petrokimya sanayi için gerekli olan aromatik bileşiklerin büyük bir kısmı Reforming Proseslerinde üretilmektedir. Bu proses, aromatik açıdan zengin reformata dönüştüren katalitik bir işlemdir. Aromatiklerin katalitik reaksiyonları için katalizör olarak zeolitler yaygın olarak kullanılmaktadır. Zeolitler, yüzey alanları, güçlü asit merkezleri ve mikro gözenekleri ile petrokimya sanayide katalizör olarak tercih edilmektedir. Bu tez kapsamında, Mordenit, ZSM-5, ZSM-5/Mordenit bizeolitleri ve metal yüklü bizeolit katalizörler üzerinde 1,2,4-TMB ile Pentanın molce 1:1 oranda dealkilsiklizasyonu sabit yatak sürekli bir sistemde deneysel olarak gerçekleştirilmiştir. İlk kez gerçekleştirilen bu reaksiyon için zeolit katalizörler saf hallerde ve ZSM-5/Mordenit kütlece 1:1, 1:2 ve 2:1 oranlarında hazırlanmıştır. Yapılan deneylerden bizeolit haline gelmiş zeolit katalizörler içinde verimi en yüksek olana Nikel (Ni) ve Çinko (Zn) metalleri ıslak emdirme yöntemiyle yüklenmiştir. Hazırlanan katalizörlerin karakterizasyonu için BET, SEM, EDS ve FTIR analizleri yapılmıştır. Reaksiyon parametreleri sıcaklık ve boşluk hızı (WHSV) olarak belirlenmiştir. Sırasıyla 400°C, 450°C ve 500°C ve 1,2,3 boşluk hızlarında deneyler yapılmış ve elde edilen sıvı ürünler GC-MS analiz cihazı ile analiz edilmiştir. Deney sonuçlarında en yüksek ağır reformat (1,2,4-TMB) ve pentan dönüşümleri Ni yüklü ZSM-5/Mordenit bizeolit katalizörü üzerinde 500°C ve WHSV1'de sırasıyla %97,78 ve %99,7 olarak gerçekleşmiştir. Ksilen veriminin en yüksek değeri %11 ile Mordenit zeolit katalizörünün saf halidir ve reaksiyon koşulları 400°C ve WHSV2'dir. Modifiye haline getirilmiş ZSM-5/Mordenit bizeolit halleri içinde de en yüksek olduğu m/p-Ksilen verimi Ni-ZSM-5/Mordenit bizeolit katalizörü üzerinde %10,4'dur ve reaksiyon koşulları 500°C ve WHSV1'dir. m/p-Ksilen seçimliliği, 450°C ve WHVS2'de %10,87 ile 1:1 oranında hazırlanmış ZSM-5/Mordenit bizeolit katalizöründe en yüksek değere ulaşmıştır. Metal yüklenmiş katalizörlerde maximum ulaşulan ksilen seçimlilik değeri, Ni-ZSM-5/Mordenit bizeoliti ile %6,6 olmuştur. Hazırlanan katalizörler üzerinde biriken kok miktarı en yüksek Mordenit katalizörü 500°C'de %0,6'dir. En az kok birikimi gerçekleşmiş zeolit katalizörü, ZSM-5/Mordenit bizeolitlerinden 2:1 oranlı olanın 400°C WHSV3'te gerçekleşmiştir. Sıcaklık artmasıyla kok birikimi de artmaktadır. ZSM-5'in kok direnci Mordenit'e göre daha yüksektir.
Description
Keywords
zeolit katalizör, p-Ksilen, mordenit