BF3 . H3PO4 katalizörü ile naftalin ile propilenden izopropilnaftalin üretim tepkimesinin gaz-sıvı-sıvı/katalitik sistemde kinetiğinin ve reaktör tasarım parametrelerinin incelenmesi

Abstract

III ÖZET Doktora Tezi BF3.H3PO4 KATALİZÖRÜ İLE NAFTALİN İLE PROPİLENDEN İZOPROPİLNAFTALİN ÜRETİM TEPKİMESİNİN GAZ-SIVI-SIVI/KATALİTİK SİSTEMDE KİNETİ?İNİN VE REAKTÖR TASARIM PARAMETRELERİNİN İNCELENMESİ Güzide ÇALIK Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman: Doç. Dr. H.Tunçer ÖZDAMAR 1988, Sayfa: 121 Jüri: Prof. Dr. G.Doğu Doç. Dr. İ.Z.önsan Doç. Dr. H.T.Özdamar Naftalin ile propilenin 2-izopropilnaf talin ve 2-izopropil- naf talinhidroperoksit yolizi üzerinden 2-naftol ile ikinci ürün aseto na dönüşümü, konvansiyonel yüksek entropili 2-naftol üretim prosesine alternatif düşük entropili bir proses olarak geliştirilmiştir. Prose - sin birinci alt-prosesi olan alkilasyon reaksiyonunun geliştirilmesi ve üç fazlı tepkime sisteminin incelenmesi bu araştırmanın amacıdır. Naf talinin propilen ile alkilasyonu tepkimesinde boraks, hidroflorik asit ve oleum girdilerinden iki ardışık tepkime ile üretilen BF3 gazının H3P04'e kimyasal absorpsiyonu ile hazırlanan BF3.H3PO4 sıvı katalizörü kullanılmıştır. Alkilasyon reaksiyonu kinetiği propilene göre sürekli, siklohekzanda çözünmüş naftaline göre kesikli olan gaz-sıvı-sıvı/kata- litik üç fazlı bir sistemde incelenmiş ve kalma süresi^ katalizör ağır lık kesri; katalizör kullanım sayısı, sıcaklık, naftalin derişimi, propilen kısmi basıncı, propilen akış hızı ve karıştırma hızının is tenen ürün izopropilnaf talin (IPN) ve yan ürün diizopropilnaf tal inler (DIPN) derişimine ve IPN seçimliliğine etkisi belirlenmiştir. İncele nen koşullarda reaksiyon bileşenleri arasında ardışık ve paralel tep kimelerin oluştuğu bulunmuş, üretim hızları, katalizör kütle kesri propilen akış hızı, sıcaklık, propilen çözünürlüğü ve naftalin derişi mi cinsinden ifade edilerek yüksek derişimde ve seçimlilikte IPN üre timi için reaktör konfigürasyonu ve tasarım parametreleri saptanmış tır. ANAHTAR KELİMELER : İzopropilnaf talin üretimi, bortrif lörür-fosforik asit katalizörü, gaz-sıvı-sıvı/katalitik reaksiyon sistemi.

IV ABSTRACT PhD Thesis PROCESS RESEARCH AND KINETICS OF PRODUCTION OF ISORPOPYLNAPHTHALENE BY USING BF3.H3PO4 CATALYST IN GAS-LIQUID-LIQUID/CATALYTIC REACTION SYSTEM AND INVESTIGATION OF REACTOR DESIGN PARAMETERS Güzide CALIK Ankara University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Chemical Engineering Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Tuncer H.ÖZDAMAR 1988, Page: 121 Jury: Prof.Dr.G.Doğu Assoc. Prof.Dr. İ.Z.Önsan Assoc. Prof.Dr.H.T.Özdamar A low entropy new process designed as an alternative to conventional fusion process for 2-naphtol production was investigated by using three steps consecutive multiphase reaction systems. Development of the alkylation process of naphthalene with propylene by using liquid BF3.H3PO4 catalyst to produce isopropylnaphthalene (IPN) in a three-phase reactor system which is the first sub-process of the new 2-naphtol process, was the ultimate aim of this work. For the production of BF3, borax, hydrofluoric acid, and oleum was used; and BF3.H3PO4 catalyst was produced by the absorption of BF3 in orto- phosphoric acid with chemical reaction. The effect of residence time, temperature, initial naphthalene concentration, propylene feed rate and partial pressure, agitation rate, catalyst concentration and catalyst age on the levels of IPN and by-products diisopropylnaph- thalenes(DIPN) concentrations were investigated in a gas (propylene)- liquid (naphthalene + cyclohexane) -liquid (BF3.H3PO4) /catalytic semi- continuous reactor. It was found out that, under the conditions investigated consecutive and parallel reactions occur among the reaction components. The production and decomposition rates were given as a function of catalyst concentration, propylene feed rate, temperature, propylene solubility and naphthalene concentration; and reactor design parameters for the production of IPN with a high yield and selectivity was determined. KEY WORDS: Production of isopropylnaphthalene, borontri fluoride- phosphoric acid catalyst, gas-liquid-liquid/catalytic reaction system.