Production of fatty acid esters used as lubricants

Abstract

Bu tezde yağlama malzemesi olarak kullanılmak üzere kesikli bir reaktörde yağ asidi esterleri üretimi incelenmiştir. Esterleşme reaksiyonu çalışmalarında kullanılmak üzere, zeytin yağı rafinasyonu yan ürünü olarak elde edilen yağ asidi karışımı seçilmiştir. Katalizör olarak asidik iyon değiştirici reçine olan ticari Amberlyst 15 ve derişik sülfürik asit kullanılmıştır. Reaksiyonlarda alkol olarak, 1,2 propandiol, etilen glikol, gliserin ve 1- butanol seçilmiştir.Amberlyst 15 katalizörlüğünde yapılan çalışmalarda, 1,2 propandiol, etilen glikol, gliserin ve 1-butanol ile yağ asidi esterleri elde edilememiştir. Sülfürik asit katalizörlüğünde yapılan çalışmalarda 1-butanol ile elde edilen yağ asidi esterleri miktarı gliserinle elde edilenlerden daha fazladır. Bu nedenle sıcaklık , katalizör miktarı, alkol/yağ asitleri başlangıç mol oranları değiştirilerek yapılan parametrik çalışmalar ve kinetik çalışması 1-butanol ile yağ asitlerinin esterleşme reaksiyonu için gerçekleştirilebilmiştir. Reaksiyon ilk beş dakika içinde dengeye geldiği için reaksiyon tersinmez olarak belirlenmiştir. Reaksiyon sadece ileri reaksiyon olarak tanımlanmış ve reaksiyon derecesi 1.24 olarak belirlenmiştir.Bütil esterlerin performans testleri OPET A.Ş. tarafından yapılmıştır ve üretilen bütil esterlerin hidrolik yağı ham maddesi ve kesme yağlarında katkı olarak kullanılabileceği tespit edilmiştir.

In this thesis, production of fatty acid esters used as lubricants has been studied in a batch reactor. To be used in the esterification reactions fatty acid esters mixture which is a side product of olive oil refinery system was chosen. As the catalysts an acidic ion exchange resin with the brand name Amberlyst 15 and concentrated sulfuric acid were used. In the reactions 1,2- propanediol, ethylene glycol, glycerin and 1-butanol were used as alcohol.In the studies of catalyst Amberlyst 15 with 1,2- propanediol, ethylene glycol, glycerin and 1-butanol, fatty acid esters were not obtained. In the studies of catalyst sulfuric acid with 1-butanol, the amount of obtained fatty acid esters were much more than the esters obtained from glycerin. For this reason, parametric studies with changing temperature, catalyst loading amount, and alcohol/fatty acid initial mol ratios were carried out and the kinetic study has been performed for the fatty acid esterification reaction with 1-butanol. The reaction was determined as irreversible since the reaction reached the equilibrium in five minutes. So the reaction rate was expressed only forward reaction rate with an order of 1.24.The performance tests of butyl esters were performed by OPET A.Ş. and it was found that the produced butyl esters can be used as base material for hydraulic oils and as additive for cutting oils.