Catalytic upcycling of polyolefins into refinery feedstock via hydrogenolysis using commercial heterogeneous catalysts
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Kimya Mühendisliği Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: ARZUM CEREN AYDOĞDU
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Gökhan Çelik
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Plastikler, sağlık hizmetleri, elektronik, otomotiv, ambalajlama ve daha pek çok sektör dahil olmak üzere çeşitli endüstrilerde modern yaşamın ihtiyaçlarını karşılamak için çok büyük miktarlarda üretilen, her yerde bulunan ve çok yönlü malzemelerdir. Bu plastiklerin büyük bir kısmı, atık yönetimine yönelik altyapının yetersiz olması nedeniyle geri dönüşüme elverişsiz bir şekilde atılır ve bu durum yalnızca çok büyük miktarlarda atık plastik yaratmakla kalmaz, aynı zamanda bunların değerinde de geri dönüşü olmayan bir kayıp yaratır. Geri dönüşüm yöntemleri mevcuttur; yine de bu yöntemlerle ya plastiğin gerçek değeri geri kazanılamaz ya da aşağı dönüşüm yoluyla daha düşük değerli malzemeler üretilir. Bununla birlikte, çok sayıda büyük makromolekülden oluşan polimerler, atık olarak imha edilmek veya daha düşük dereceli plastiklere dönüştürülmek yerine, kimyasal olarak dönüştürülebilir veya katma değerli kimyasallara "ileri dönüştürülebilirse", enerji açısından zengin hidrokarbonların henüz kullanılmamış bir kaynağı olarak plastiğin potansiyeli açığa çıkarılabilir ve döngüsel ekonomideki boşluk kapatılabilir. Bu çalışmada, poliolefin üretimi için öncü moleküllerin üretilmesi amacıyla poliolefinlerin rafineri hammaddesi naftaya katalitik dönüşümü incelenmiştir. Bu amaçla dört farklı ticari katalizörün (mordenit, cat-1, cat-2 ve cat-3) poliolefin hidrojenoliz reaksiyonları üzerindeki etkinliği araştırılmıştır. Sıcaklık, polimer/katalizör oranı ve reaksiyon süresi gibi reaksiyon parametreleri incelenmiştir. Ortaya çıkan ürünün naftaya benzerliği çeşitli kromatografi teknikleri kullanılarak araştırıldı. Katalitik aktivite ölçümleri tamamlandıktan sonra, 400°C'de ve 20 bar H2 altında 5 saatlik reaksiyon süresi boyunca doymuş hidrokarbonlara karşı %93.9'luk dikkate değer bir seçicilik ile polietilenin %55 oranında yağa dönüşümünü sağlayan en iyi performansa sahip katalizör belirlendi. Ancak nihai yağdaki olefin varlığının ticari naftaya göre daha yüksek bulunması, yağın doğrudan nafta ile ikame edilmesini engelledi. Sonuçlar, C-C bağlarını H2 ile doyururken kırabilen ve aromatik bileşenlerin oluşumunu bloke edebilen yeni katalizör tasarımlarının gerekli olabileceğini göstermektedir.