Sıvılaştırma ve süperkritik ekstraksiyonda kullanılabilecek katalizörlerin Beypazarı linyitinin pirolizindeki etkilerinin incelenmesi

Abstract

ÖZET Bu çalışmada Beypazarı linyitinin üç farklı -katalizör kullanılarak pirolizi gerçekleştirilmiştir. Değişen yüzdelerde; %2, 4 ve 6, FeCİ3.6H2Ö, NİCI2.6H2O ve ZnCİ2 katalizör olarak kullanılarak, farklı izotermal Sıcaklık ve artan reaksiyon sürelerinde, piroliz dönüşümüne en etkin katalizör ve katalizör yüzdesi bulunmuştur. Çalışılan beş farklı izotermal sıcaklıkta ve on farklı reaksiyon zamanında tüm örnekler için piroliz dönüşümü bulunmuştur. Beypazarı linyitinin düşük sıcaklık pirolizinde, ürün oluşumunun artan sıcaklık ve reaksiyon süresiyle arttığı, izotermal sıcaklıklarda reaksiyon başlangıcında ürün oluşumunun daha fazla olduğu görülmüştür. Piroliz reaksiyonlarında, artan oranlarda katalizör kullanılmasının yüksek sıcaklıklarda ürün oluşumunu arttırdığı bulunmuştur. Yapılan çalışmada kullanılan katalizörlerin piroliz reaksiyonlarında aktiflikleri, ürün oluşumunu arttırmadaki etkinlikleri şu sırayı izlemektedir; ZnCİ2 > FeCİ3.6H20 > NİCI2.6H2O. Beypazarı linyitinin piroliz reaksiyonları sonucu oluşan katı artıkların analizi İR spektrometresi ile gerçekleştirilmiştir. 100 °C da elde edilen katı artığın yapısının orijinal kömürden farklı olmadığı, 200 °C ise çok az bir değişimin olduğu gözlenmiştir. Artan sıcaklıklarda, 300 ve 400 °C de, 3450-3400 cm`1 -OH, 3000-2800 cm`1 deki alifatik -C-H, 1600 cm`1 deki aromatik -C=C- ve 1100 cm`1 deki -C- O-C- gerilme bandlarında belirgin bir azalma meydana geldiği ve artan süreyle bu bandlardaki azalmanın arttığı görülmüştür. Gerçekleştirilen piroliz reaksiyonlarının kinetik analizinde reaksiyonların birinci dereceden olduğu kabulü ile aktivasyon enerjileri hesaplanmış ve orijinal örneğin piroliz reaksiyonunun aktivasyon enerjisinin 5487 joule/mol, frekans faktörünün ise 3.77 x 10~3 dak`1 olduğu bulunmuştur. Katalizör olarak % 6 lık ZnCİ2 kullanılması durumunda ise aktivasyon enerjisinin 4323 joule/mole düştüğü, frekans faktörünün ise 5.19xl0`3dak`l olduğu bulunmuştur.

11 SUMMARY In the present study, pyrolysis of Beypazarı lignite was investigated in the presence of three different catalyst. The parcentage of the most effective catalyst and the conversion were found in varying percentage of FeCl3.6H20, NiCl2.6H20 and ZnCl2 (2%. 4% and 6%). The conversion of pyrolysis was found at five different reaction times. The formation of products increased as the temperature and the reaction time proceeded during the low temperature of pyrolysis of Beypazarı lignite. It was also found that the formation of product was increased with increasing amount of catalyst at high temperature. The activity of catalyst in the pyrolysis reactions and the efficiency in the increase of the formation of products are: ZnCl2> FeCl3.6H20> NiCl2.6H20. The analysis of the residue which was formed after the pyrolysis reactions of Beypazarı lignite was measured by IR. The macromolecular structure of residue which was formed at 100°C was not different from original but there was little difference at 200°C. There was decrease in the absorbtions of 3450- 3400 cm-1 -OH; 3000- 2800 cm`1 aliphatic C-H; 1600 cnr1 aromatic ring; 1100 cm-1 -C-O-O- stretchings at 300°C and 400°C. Those absorbtions decreased as the time proceeded. The activation energies were calculated assuming that the reactions were first order. The activation energy and frequency factor of original sample were 5487 J /mole and 3. 77x1 0-3 min-1 respectively. In the presence of 6% ZnCl2 the activation energy and frequency factor decreased to 4323 J/mole and 5.19x10 _3 min-1 respectively.