Pervaporasyon membran reaktör ile bazı akrilik asit esterlerinin ticari membranlar kullanılarak üretimi
Küçük Resim Yok
Tarih
2014
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Ege Üniversitesi
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/closedAccess
Özet
Akrilik asit esterleri kolaylıkla hopolimer ve kopolimer şeklinde elde edilebilirler, bu özelliklerinden dolayı özellikle polimer sektöründe önemli bir kullanım alanına sahiptirler. Akrilik asit esterleri polimer üretiminde, boya sanayinde, bağlayıcı olarak ve tekstil endüstrisinde reçine olarak yoğunlukla kullanılmaktadırlar. Özellikle suya ve güneş ışığına karşı dirençli olmaları ve düşük sıcaklık esnekliği nedeniyle boya sektöründe önemli ölçüde kullanılmaktadırlar. Akrilik asitin birincil alkollerle esterleşme reaksiyonu tersinir reaksiyon olup, kimyasal dengenin yani termodinamiğin sınırladığı reaksiyonlardır. İleri reaksiyon akrilik asit ve alkolün esterleşme reaksiyonu, geri reaksiyon ise oluşan esterin hidroliz reaksiyonudur. Endüstride, reaktantlardan birinin fazla kullanılmasıyla dönüşme artırılmaya çalışılmaktadır. Ayrıca oluşan ürünlerden birini ortamdan uzaklaştırarak dengeyi ürünler yönüne kaydırmak suretiyle dönüşümün artırılması da son yıllarda büyük önem kazanmıştır. Bu amaçla, membran reaktörler, reaktif destilasyon ve kromatografik reaktörlerle ilgili çalışmalar artmıştır. Bu yöntemlerde hem ayırma hem de reaksiyon işlemleri bir arada gerçekleşmekte ve böylelikle denge ürünler yönüne kaymaktadır. Reaktif destilasyonda reaksiyon ve destilasyon, kromatografik reaktörde ise reaksiyon ve adsorpsiyon bir arada gerçekleşmektedir. Reaktif destilasyon enerji tüketen bir prosestir, ayrıca uygulanabilmesi için reaktantların ve ürünlerin uçuculukları birbirine uyumlu olmalıdır ve aynı zamanda yüksek sıcaklık gerektiren reaksiyonlarda katalizör ve dolgu yapısı sorun oluşturabilmektedir. Kromatografik reaktörde ise iyi bir ayırmanın gerçekleşebilmesi için maddelerin katalizör yüzeyine adsorplanma hızlarının birbirinden çok farklı olması gerekmektedir. Tüm bu belirtilen dezavantajlar yeni bir reaksiyon/ayırma hibrit prosesinin geliştirilmesine yol açmaktadır. Bu nedenle, pervaporasyon membran reaktörler son yıllarda giderek önem kazanmıştır. Membranlar, esterleşme reaksiyonları sonucunda oluşan suyu seçimli olarak uzaklaştırmaktadır. Pervaporasyon membran reaktörlerde ayırma olabildiğince hızlı ve seçimli olmaktadır. Aynı zamanda, membran reaktörler daha az enerji gerektiren ve seçimli geçirgen özelliğinden dolayı ayırmak istenen bileşiğin seçimli olarak ayrıldığı ve böylelikle daha fazla dönüşme elde edildiği bir prosestir. Sıvı fazı esterleşme reaksiyonlarında en az dört maddenin olması bunların akılarının model denklemlerle hesaplanmasını da zorunlu kılmaktadır. Bu çalışmanın birinci kısmında n-butil akrilat, izo-butil akrilat ve hekzil akrilatın kesikli reaktörde üretimi incelenmiş ve reaktantların mol oranları, sıcaklık, katalizör miktarı, katalizörün tanecik çapı ve karıştırma hızının etkileri araştırılmıştır. Bu deneylerden alınan sonuçlar değerlendirilerek denge ilişkiler ve reaksiyon hız ifadesi elde edilmiştir. Çalışmanın ikinci bölümünde ise pervaporasyon-esterleşme hibrit prosesi ile n-butil akrilat, izo-butil akrilat ve hekzil akrilat gibi ticari açıdan önemli esterlerin üretimi incelenmiştir. Pervaporasyon ile ortamdan su uzaklaştırmak suretiyle dengenin bozulması gerçekleştirilmiş ve böylelikle daha yüksek dönüşme değerlerine ulaşılmıştır. Pervaporasyon deneylerinde membran çeşidi, sıcaklık, asit-alkol mol oranı, membran alanının etkileri incelenmiştir. Membran çeşidi olarak polimerik ve seramik membranlar kullanılmıştır.;Esterification, pervaporation, ion exchange resin, n-butyl acrylate, iso-butyl acrylate, hexyl acrylate.;Esterleşme, pervaporasyon, iyon değiştirici reçineler, n-butil akrilat, izo-butil akrilat, hekzil akrilat.
Açıklama
Araştırma Projesi -- Ege Üniversitesi, 2014
