Hidrokarbonların ayrışma reaksiyonlarının bir mikroreaktörde incelenmesi

Abstract

- SO - ÖZET Endüstriyel öneme sahip hidrokarbonların ayrışma reaksiyonlarının araştırılması konulu bu çalışmada `toluen'in katalitik ayrışması reaksiyonu ` örnek reaksiyon olarak seçilmiştir. Toluenin katalitik ayrışması için teorik açıdan üç biçim vardır. Benzen ve metana hidrodealkilasyon, benzen ve ksilene disproporsinasyon ve hidrojenaliz (tam parçalanma). Kroma tog raf i k reaktör ve mikroreaktör teknikleri kullanılarak, bu reaksiyonların oluşma miktarları 0.7 M MgCİ2 çözeltisi ve 0.5 M NİBO4 çözeltisi ile modülü 3.428 olan NaY- zeolitten iyon değişimi ile hazırlanan MgY ve NiY zeolit katalizörler üzerinde incelenmiştir. NaY ve MgY zeolitleri ile kromatografik reaktörde yapılan çalışmalarda kullanılan JEOL- İIOO marka kromatograf ile reaksiyonun gerçekleştiği sıcaklıklara çıkılamaması nedeniyle çalışmalar mikroreaktörde sürdürülmüş ve söz konusu katalizörlerden sadece NiY zeolitin reaksiyon oluşturduğu görülmüştür. Oluşan ürünler arasında ksilen bulunmaması yalnızca hidrode alkilasyon (metan ve benzene dönüşüm) ve hidrojenaliz reaksiyonlarının gerçekleştiğini göstermektedir. Atmosfer basıncında yapılan bu çalışmalarda değişen para metreler reaksiyon sıcaklığı, sürükleyici ve rekatan olan H2 gazının debisidir.Bu parametrelerin değişim aralığı 447-595 °C ve 40-60-120 ml/dak dır.Toluen hidrodealk i lasyonu benzen üretimi için kullanılan reaksiyonlardan birisidir. NiY-zeolit katalizörler üzerinde optimum benzene seçimlili ği veren çalışma şartları 507CC sıcaklık ve 60 ml/dak lık H2 debisi olarak tesbit edilmiştir. Oluşan hidrojenaliz ürünlerinin tam olarak tesbit edilememesinden dolayı reaksiyon kinetiğinin ayrıntılı incelemesine girilmemiştir.

- 51 - SUMMARY Since an investigation of the cracking reactions o-f the industrially important hydrocarbons was the aim of this work, the catalytic cracking reactions of toluene were chosen as the sample reactions. Theoratically in the cracking of toluene, there are three possible trends: The hydrodealkylation of toluene into methane and benzene, the disproportionation of toluene into benzene and xylene isomers, and the hydrogenolysis (total cracking) Using the chromatographic and the microreactor techniques, a study of the extent of these reactions was made on the MgY and NiY- zeolite catalysts prepared by ion exchange of NaY (SİO2/AI2O3 mole ratio=3. 428) with 0.7 M solution of MgCİ2 and 0.5 M solution of NİSO4, respectively. In the experiments using the JEQL- 1100 gas chromatograph for the chromatographic reactor with the NaY and MgY zeolites as catalyst, the operating temperatures needed for the reactions could not be obtained. For this reason, the rest of the study was carried in a microreactor. In these studies carried in microreactor, it was observed that only the NiY- zeolite was an effective catalyst to activate the reaction. The absence of xylene isomers in the reaction products showed that only the hydrodealkylation (methane and benzene conversion) and the hydrogenolysis reactions have taken place. In these experiments carried at atmospheric pressure the operating variables were the reaction temperature and the volumetric flow rate of H2 (carrier and reactant). The range of values for these variables were (447-595 C) and (40-120ml/min) respect i vely. Since toluene hydrodealkylation is a reaction used for benzene production, the operating conditions of the reactor giving the optimum benzene selectivity (22.24 V. mole benzene/mole toluene) on NiY- zeolite catalyst are determined as 507 C and 60 ml/min. Howewer, the reaction kinsties could not be studied in detail due to the absence of data on the determination of %h@ hydragenelytis preduets»