Tarımsal atıkların değerli kimyasallara termokimyasal dönüşümünde aromatik sülfonik asitlerin katalitik etkilerinin araştırılması (Investigation on Catalytic Effects of Aromatic Sulfonic Acids in Thermochemical Conversion of Agricultural Wastes to Valuable Chemicals)
Proje no. 20794 · Durum: Kapanmış · 2019
Özet
Dünyada yılda oluşan 1,7- 2,0 x 1011 ton lignoselülozik biyokütlenin %97’ye yakın kısmı değerlendirilmemektedir. Her yıl oluşan bu büyük kütlenin enerji içeriği, yıllık dünya enerji ihtiyacının 8 katıdır. Bu büyük potansiyelden kimyasal ve biyokimyasal yöntemlerle sıvı ve gaz yakıtlar ile çeşitli kimyasalları elde etmek için laboratuvar ve pilot ölçekte yoğun çalışmalar yapılmaktadır. U.S. enerji bölümü (DOE) yaptığı çalışmalarda lignoselülozik biyokütleden üretilebilecek kimyasal belirlenmiştir. Bu kimyasallar çok yakın bir gelecekte petrokimya rafinerilerinin yerini alması planlanan biyorafinerilerin temelini oluşturacaktır. Bu kimyasaldan biri de LEVULİNİK ASİT (LA)’dir. Model bileşikler ya da Lignoselülozik biyokütlelerin hidrotermal yöntemle LA’ya dönüşümünde sülfonik asitlerin katalizör olarak denendiği az sayıda çalışma vardır. H2SO4’ün organik türevi olan SÜLFONİK asitler, H2SO4 ve diğer mineral asitler gibi kuvvetli asit olup H2SO4’e göre oksitleyiciliği daha az, biyolojik parçalanabilirlikleri ile daha çevre dostu, daha az korozif ve istenmeyen yan reaksiyonları önleyici özelliğe sahip maddelerdir (ARKEMA, 2013; Rackemann, 2014). Bu projede çalışma materyali olarak ülkemiz için önem taşıyan ayçiçeği sapı, aspir sapı ve küspesi seçilmiştir. Literatürde bu biyokütlelerden hidrotermal yöntemle LA ve 5-HMF gibi platform kimyasalların oluşumuna yönelik herhangi bir çalışmaya rastlanmamıştır. Seçilen bu biyokütlelerden hidroliz, dehidrasyon ve hidrasyon reaksiyonları ile LA oluşumunda benzen sülfonik asit (BS), paratoluen sülfonik asit (PTSA) ve lineer alkil benzene sülfonik asit (LABS) (deterjan üretiminin ana ham maddesi) katalizör olarak kullanılacaktır. Literatürde fruktozun LA’ya dönüşümünde PTSA’in kullanıldığı (88°C ve 500 dak) 1986 yılında yapılmış tek çalışmanın dışında bu katalizörlerle yapılmış bir çalışma yoktur. Bu katalizörlerin etkisini daha da artırmada NaCl, Na2SO4, Al2(SO4)3 ilavesinin etkisi de literatürde ilk defa denenmiş olacaktır.