Thermal characterization and kinetic analyis of sara fractions of crude oils by TGA and DSC methods

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Bölümü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2011

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: KIYMET GİZEM GÜL

Danışman: MUSTAFA VERŞAN KÖK

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu tez çalışmasında, dört farklı petrolün ve bu petrollerin doymuş hidrokarbon, aromatik ve polar fraksiyonları iki farklı termoanalitik yöntem ile incelenmiştir. Bu metotlar termogravimetrik analiz (TGA) ve türevsel taramalı kalorimetridir (DSC). Tüm deneyler üç farklı ısıtma hızında (5, 10 and 15 °C/dk) hava kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Bütün deneyler aynı gaz akış hızında ve basıncında yapılmıştır.Çalışmanın amacı, petrol örnekleri ve fraksiyonlarının yanma özelliklerinin incelenmesi, kinetik hesaplamalar ve ısıtma hızının etkisinin belirlenmesidir.Termogravimetri (TG), türevsel termogravimetri (DTG) ve DSC yanma eğrilerinde iki farklı reaksiyon aralığı gözlemlenmiştir. Birinci reaksiyon bölgesinde numunelerin içerdiği yüksek nem ve uçucu hidrokarbonların uçtuğu, hafif hidrokarbonların yandığı, ikinci reaksiyon aralığının ise asıl yanma bölgesi olduğu anlaşılmıştır. TGA eğrilerinden, ikinci reaksiyon aralığında, polar fraksiyonların başlangıç ağırlıklarının ortalama %35'ini kaybederken doymuş hidrokarbonların ortalama %3 ünü kaybettiği gözlemlenmiştir. DSC eğrileri incelendiğinde numune ağırlaştıkça reaksiyon ısı miktarının arttığı gösterilmiştir. Petrollerin en hafif fraksiyonları olan doymuş hidrokarbonların en az reaksiyon ısısına sahip olduğu gözlemlenmiştir. Artan ısıtma hızının petroller ve fraksiyonlarında tepe sıcaklıklarında artmaya neden olduğu anlaşılmıştır.Farklı kinetik modeller kullanılarak petrollerin ve fraksiyonlarının kinetik parametereleri hesaplanmıştır. Bütün numuneler için aktivasyon enerjisi, ortalama aktivasyon enerjisi ve Arrhenius katsayısı belirlenmiştir. Bunun sonucunda da polar fraksiyonların en fazla aktivasyon enerjisine ve Arrhenius katsayısı sahip olduğu gözlemlenmiştir. Isıtma hızının aktivasyon enerjisinde herhangi bir değişikliğe neden olmadığı görülmüştür.