haku: @instructor Kurkijärvi, Antti / yhteensä: 4
viite: 2 / 4
Tekijä:Väkevä, Minna
Työn nimi:1-Butanolin dehydratointi
1-Butanol dehydration
Julkaisutyyppi:Diplomityö
Julkaisuvuosi:2011
Sivut:viii + 78 + [6]      Kieli:   fin
Koulu/Laitos/Osasto:Biotekniikan ja kemian tekniikan laitos
Oppiaine:Teknillinen kemia   (Kem-40)
Valvoja:Krause, Outi
Ohjaaja:Airaksinen, Sanna ; Kurkijärvi, Antti
OEVS:
Sähköinen arkistokappale on luettavissa Aalto Thesis Databasen kautta.
Ohje

Digitaalisten opinnäytteiden lukeminen Aalto-yliopiston Harald Herlin -oppimiskeskuksen suljetussa verkossa

Oppimiskeskuksen suljetussa verkossa voi lukea sellaisia digitaalisia ja digitoituja opinnäytteitä, joille ei ole saatu julkaisulupaa avoimessa verkossa.

Oppimiskeskuksen yhteystiedot ja aukioloajat: https://learningcentre.aalto.fi/fi/harald-herlin-oppimiskeskus/

Opinnäytteitä voi lukea Oppimiskeskuksen asiakaskoneilla, joita löytyy kaikista kerroksista.

Kirjautuminen asiakaskoneille

  • Aalto-yliopistolaiset kirjautuvat asiakaskoneille Aalto-tunnuksella ja salasanalla.
  • Muut asiakkaat kirjautuvat asiakaskoneille yhteistunnuksilla.

Opinnäytteen avaaminen

  • Asiakaskoneiden työpöydältä löytyy kuvake:

    Aalto Thesis Database

  • Kuvaketta klikkaamalla pääset hakemaan ja avaamaan etsimäsi opinnäytteen Aaltodoc-tietokannasta. Opinnäytetiedosto löytyy klikkaamalla viitetietojen OEV- tai OEVS-kentän linkkiä.

Opinnäytteen lukeminen

  • Opinnäytettä voi lukea asiakaskoneen ruudulta tai sen voi tulostaa paperille.
  • Opinnäytetiedostoa ei voi tallentaa muistitikulle tai lähettää sähköpostilla.
  • Opinnäytetiedoston sisältöä ei voi kopioida.
  • Opinnäytetiedostoa ei voi muokata.

Opinnäytteen tulostus

  • Opinnäytteen voi tulostaa itselleen henkilökohtaiseen opiskelu- ja tutkimuskäyttöön.
  • Aalto-yliopiston opiskelijat ja henkilökunta voivat tulostaa mustavalkotulosteita Oppimiskeskuksen SecurePrint-laitteille, kun tietokoneelle kirjaudutaan omilla Aalto-tunnuksilla. Väritulostus on mahdollista asiakaspalvelupisteen tulostimelle u90203-psc3. Väritulostaminen on maksullista Aalto-yliopiston opiskelijoille ja henkilökunnalle.
  • Ulkopuoliset asiakkaat voivat tulostaa mustavalko- ja väritulosteita Oppimiskeskuksen asiakaspalvelupisteen tulostimelle u90203-psc3. Tulostaminen on maksullista.
Sijainti:P1 Ark Aalto  1956   | Arkisto
Avainsanat:1-butanol
dehydration
1-butanoli
dehydratointi
y-Al2O3
Tiivistelmä (fin): Diplomityössä tutkittiin 1-butanolin dehydratointireaktiota. 1-Butanoli on nelihiilinen suoraketjuinen alkoholi, jota saadaan esimerkiksi ABE-fermentoinnin tuotteena.
Alkoholien dehydratointi on happokatalysoitu reaktio, jota käytetään muun muassa mallireaktiona katalyyttien happopaikkojen tutkimisessa.

Kirjallisuusosa esittelee erilaisia dehydratoinnissa käytettyjä katalyyttejä keskittyen y-Al2O3:een, joka on yksi happamimmista binaarisista oksideista.
Kirjallisuustyössä käsitellään myös reaktiomekanismeja sekä buteenien isomeroitumista, joka tapahtuu samankaltaisissa olosuhteissa.
Päätuotteita 1-butanolin dehydratoinnissa ovat buteenit, joita voidaan käyttää esimerkiksi erilaisten polttoainekomponenttien lähtöaineina.
Katalyytin valinnalla ja reaktio-olosuhteilla voidaan vaikuttaa reaktion tuotejakaumaan.

Kokeellisessa osassa tarkasteltiin FTIR-kaasuanalysaattorin kalibrointia tämäntyyppisiä mittauksia varten sekä tutkittiin 1-butanolin dehydratointia.
Kokeissa käytettiin kahta erityyppistä virtausreaktoria, perinteistä kiintokerrosreaktoria sekä pienemmän mittakaavan mikrokanavareaktoria.
Molemmissa reaktoreissa katalyyttinä käytettiin y-Al2O3:aa, lisäksi kiintokerrosreaktorissa tehtiin yksi koe moniseinäisellä hiilinanoputkikatalyytillä (multi-walled carbon nanotube, MWCNT).

1-Butanolin dehydratointia tutkittiin lämpötila-alueella 280 - 450 °C. 1-Butanolin massavirta katalyytin massaa kohden (weight hourly space velocity, WHSV) vaihteli 47 - 391 h-1, rajoitteena massavirran pienentämiselle oli FTIR-analyysilaitteiston läpi kulkeva virtaus.
Lämpötilalla oli suuri vaikutus konversioon ja selektiivisyyteen.
Yli 370 °C:een lämpötiloissa y-AI203-katalyytillä saavutettiin aina yli 80 % selektiivisyys 1-buteeniksi kun taas alle 300 °C:ssa päätuote oli dibutyylieetteri.
Mikrokanavareaktorilla saavutettiin·korkeampia konversioita kuin kiintokerrosreaktorilla. y-Al2O3-katalyytti oli aktiivisempi kuin happokäsitelty MWCNT-katalyytti.
Tiivistelmä (eng): The purpose of this master's thesis was to examine 1-butanol dehydration reaction which is widely used as a model reaction to characterize acidic sites on catalysts. 1-Butanol is a linear C4 alcohol that can be produced e.g. via ABE fermentation process.

The first part of the thesis, the literature review, presents a wide variety of catalysts used in alcohol dehydration with emphasis on y-Al2O3, a binary oxide catalyst known to possess Lewis acidity.
Reaction mechanisms and other possible reactions in similar conditions were reviewed.
The main products of the reaction are different butenes that can be used in petrochemical industry.
The selection of the catalyst and reaction conditions affects the product distribution.

In the experimental part of the thesis, an analysis for 1-butanol dehydration was developed and a set of 1-butanol dehydration experiments was carried out.
An online Fourier transform infrared (FTIR) gas analyser was calibrated for the expected products and the reactor set-up was modified to be used in 1-butanol dehydration.
Two different types of flow reactors were used: a conventional packed-bed reactor and a small-scale micro channel reactor. y-Al2O3 was used as the catalyst in both of the reactors, as particles in packed-bed reactor and as coated on the channels of the micro channel reactor.
One experiment in the packed-bed reactor was also done with a multi-walled carbon nanotube (MWCNT) catalyst treated with acid.

The temperature range in the 1-butanol dehydration experiments was 280 - 450 °C and the reagent mass flow per the mass of the catalyst (weight hourly space velocity, WHSV) was varied between 47 and 391 h-1, the total flow through the FTIR equipment being the limiting factor.
Conversion and selectivity were found to be strongly dependent on the temperature. y-Al2O3 was very selective towards 1-butene at temperatures over 370 °C whereas dibutyl ether was the main product at temperatures under 300 °C.
Higher conversions were achieved with the micro channel reactor.
The y-Al2O3 catalyst was more active than the MWCNT catalyst.
ED:2011-07-04
INSSI tietueen numero: 42611
+ lisää koriin
INSSI