Elbistan linyiti ve su mercimeği (Lemna minor)'nin birlikte sıvılaştırılması

Bu çalışmada, Elbistan linyiti ve biyokütle (su mercimeği)'nin katalitik ve katalitik olmayan koşullarda doğrudan sıvılaşma verimi araştırılmıştır. Sıvılaştırmada amaç, yakıtın (H/C)atomik oranını artırmaktır. Biyokütlenin (H/C)atomik oranı linyite göre daha yüksek olduğundan, doğrudan sıvılaştırma çalışmalarında yalnız kömür yerine biyokütle ve kömürün birlikte kullanılması sıvılaşma verimi ve çevre kirliliğinin azaltılması üzerine sinerjistik bir etki yapmaktadır. Bundan dolayı, bu çalışmada biyokütle olarak su mercimeği (Lemna minor) kullanılmıştır. Çalışmanın ilk aşamasında linyit tanecik boyutunun etkisini belirlemek amacıyla katalitik olmayan koşullarda N2 atmosferinde, 400 ℃ sıcaklık ve 60 dk reaksiyon süresi koşullarında sıvılaştırma işlemi gerçekleştirilmiş ve elde edilen sonuçlara göre uygun tanecik boyutunun 0,25 mm olduğu belirlenmiştir. Katalitik sıvılaştırma işlemlerinde, katalizör türü olarak Boraks Pentahidrat (Etibor-48, Na2O.2B2O3.5H2O), Etidot-67 (Na2B8O13.4H2O), Bor Oksit (B2O3, camsı ve amorf formda), Susuz Boraks (Etibor-68, Na2O.2B2O3), Sodyum Perborat Tetrahidrat (NaBO2.H2O2.4H2O) ve Boraks Dekahidrat (Kristal, Na2O.2B2O3.10H2O)) kullanılmıştır. Sıvılaştırma işlemi sonucunda elde edilen toplam dönüşüm ve sıvı ürün verimlerine göre, uygun katalizör türü olarak Boraks Dekahidrat (Kristal, Na2O.2B2O3.10H2O) seçilmiştir. Sıvılaştırma işlemlerinde katalizör reaksiyon ortamına fiziksel karıştırma yöntemiyle ilave edilmiştir. Çözücü/katı oranı, biyokütle/kömür oranı, karıştırma hızı, başlangıç azot gazı basıncı, reaksiyon süresi ve reaksiyon sıcaklığının toplam dönüşüm ve sıvı ürün verimi üzerine etkisi araştırılmış, elde edilen sonuçlara göre uygun proses parametreleri; çözücü/katı oranı 3/1, biyokütle/kömür oranı 1/1, karıştırma hızı 800 devir/dakika, başlangıç azot gazı basıncı 20 bar, reaksiyon süresi 60 dk ve reaksiyon sıcaklığı 400 0C olarak belirlenmiştir. Katalitik koşullarda, linyit ve biyokütlenin birlikte kullanıldığı durumda elde edilen sıvılaşma verimi, katalitik olmayan koşullara göre daha yüksek olduğu tespit edilmiştir. Bu koşullarda elde edilen toplam dönüşüm % 79,43, PAS+AS verimi % 27,53, yağ+gaz verimi % 51,90 ve gaz hacmi ise 22,0 L olarak bulunmuştur. Sıvılaştırma işlemi sonunda elde edilen sıvı ürünler çözücü ekstraksiyonu yöntemiyle çözünebilir ürünlere (Preasfalten, Asfalten ve Yağ) ayrılmıştır. Çözünebilir ürünlerden yağlar gaz kromatografisi – kütle spektrofotometresi (GC-MS) ile analizlenmiştir. GC-MS analiz sonuçlarına göre, elde edilen yağların önemli ölçüde aromatik ve poliaromatik bileşiklerden oluştuğu görülmüştür, bu bileşikler önemli ölçüde tetralin ve türevleri, naftalin ve türevleri, benzen ve türevleri, azulen gibi bileşiklerden oluşmaktadır. Uygun proses koşullarında yapılan sıvılaştırma işlemi sonucunda elde edilen yağın ısıl değeri 10088 cal/g, Batman Rafinerisi'nden temin edilen ham petrolün ısıl değeri ise 10124 cal/g bulunmuştur. Sıvılaşma ürünlerinden yağların GC-MS ve ısıl değer analizlerine göre, sıvılaştırmada elde edilen yağların ham petrol ve fraksiyonlarına yaklaşık olarak benzer yeni bir sıvı yakıt olduğu ileri sürülebilir.