8/12/2019 bbanu

1/25

1

1.GR

Kimyasal kinetik, kimyasal tepkimelerin zamanla ilerleyiini ve ilerleme hzndeitirme olanaklarn aratran bir bilim daldr. Tepkimeye giren maddelerin birbirleriyleetkileerek tepkimeden kan maddeleri oluturabilmeleri iin olas yollar ve bu yollarn

deitirilmesi iin yaplmas gereken etkileri kimyasal kinetik inceler.

Reaksiyon kinetii; tepkime hznn ilgili deikenlere balln ifade eden birterimdir. lgili olan deikenler; ncelikli olarak scaklk, girdi deriimi ve varsa katalizrnderiimi yada yzey alan vb.dir. Bunlara ek olarak katalizr miktar, istenilen dnm oranve zellikle endstriyel retimler iin nemli olan retim kapasitesi de gz nnde

bulundurulmaldr.

Daha sonraki aamada ki olaylar maddelersek;

* Tepkimeye en uygun olan reaktr tipinin seimi yaplr.

* Seilen reaktrde ktle korunum denklemi kurularak tepkime hznn saysal deerininhangi reaktr zelliklerine gre ve hangi baml/bamsz deikenler yardmyla

bulunabilecei belirlenir.

* lgili zellikler deitirilerek farkl koullarda hz verileri elde edilir.

*Bir hz modeli varsaylarak deneysel olarak elde edilen hz verileri ile uyumu aratrlr.Olas denklemler iinde deney verileri ile en uyumlu model, kinetik model olarak belirlenir vemodelin kinetik parametreleri bulunur.

Benzenden,bifenil retimi iin uygun reaktr tipi,reaktr iin gerekli hacim ve toplam

maliyet hesaplar yaplm olup elde edilen sonular bu raporun kapsamnda sunulmutur.

2.KURAMSAL TEMELLER

2.1 KMYASAL REAKSYON KNET

Bir reaksiyonun hzn ve mekanizmasn inceleyen bilim dalna kimyasal kinetik denir.Kinetik, reaksiyonun hangi hzla dengeye gittiini ve reaksiyona giren maddelerin hangiyolu izleyerek rnleri verdiini incelemektedir.

Bir basamakl tepkimelere basit tepkime ok basamakl tepkimelere ise karmak yada

kompleks tepkime denir. Tek ynl tepkimelere tersinmez tepkime, iki ynl tepkimeleretersinir tepkime denir. Tersinir tepkimeler, bir denge konumuna ulasana kadar yrrken,tersinmez tepkimeler tmyle tamamlanr. Toplam tepkimenin hzn en yava basamak olanhz belirleyen basamak kontrol eder. Basamak tepkimeleri ve hz belirleyen basamak deneylersonucunda belirlenir ve tepkimenin yrd yol tepkime mekanizmas ile belirlenir. Tek birfaz ierisinde yryen kimyasal tepkimelere homojen tepkime, iki yada daha fazla faz ierenkarmlarda yryen kimyasal tepkimelere heterojen tepkimelerdenir

2.1.1.Tepkime Hznn rA Tanm :

Kimyasal tepkime hznn matematiksel tanm yllardr kimya ve kimya mhendislii

literatrnde bir karkln nedeni olmutur. Bu karkln asl nedeni, kimyasal tepkimehz verilerini elde etmek iin laboratuar lekli deneylerin yaplmasndan ileri gelir. Bu ilk

8/12/2019 bbanu

2/25

2

deneyler tepkime kab kapal ve sabit olan kesikli tip deneylerdir. Bunun sonucu olarakmeydana gelen tepkime de sabit hacim altnda olmaktadr. Tepkime girdileri t=0 annda hep

birlikte kartrlp girdilerden birinin deriimi, CA, deiik t zamanlarnda llmektedir.Tepkime hz zamann bir fonksiyonu olarak CAerisinin eiminden belirlenir.

Birim hacimdeki A nn oluum hz rAolursa o zaman kimyasal tepkime hz;

rA= dCA/ dt

olarak tanmlanr.

Kimyasal tepkime hz bir iddet bykldr ve scaklk ile deriime baldr.

2.1.2. Reaksiyon Hz Sabiti :

Reaksiyona giren maddenin deriiminin deime hzna hz sabiti denir kharfi ile gsterilir.

RH = k [A]

Deneysel yntemle bulunmaktadr.

2.2. HIZ YASALARI VE STOKYOMETR

Borusal bir reaktrde belli bir x dnm oranna ulamak iin gereken zamannhesaplanmas veya bir ak sisteminde verilen dnm oranna ulamak iin gereken reaktrhacminin hesaplanmas iin dnm orannn bir fonksiyonu olarak tepkime hznn

bilinmesi gerekir. Tepkime hznn tepkimeye giren trlerin deriimlerine ball vederiime bal hz yasasndan dnme bal hz yasasna nasl dntrlecei hakknda

bilgiler aada verilmektedir.

2.2.1. Temel Tanmlar

Homojen tepkime sadece bir tek faz ieren tepkimedir. Heterojen tepkime ise birden okfaz ieren tepkimedir ve genellikle fazlar arasndaki yzeyde veya ok yaknda olur.Tersinmez tepkime sadece bir ynde yryen ve girdiler tkeninceye kadar devam eden birtepkimedir. Dier taraftan tersinir tepkime belli denge deriimlerine karlk gelen girdi vernlerin deriimlerine bal olarak ayn anda her iki ynde de yryen tepkimedir.Tersinmez bir tepkime denge koullar yokmu gibi davranr. Daha kesin konuursak,tamamen tersinmez tepkime yoktur ama birok tepkimede denge noktas tersinmez tepkime

saylabilecek kadar saa kayar.

Tepkime Hz Sabiti

Aadaki paragrafta ele alnan kimyasal tepkimelerde, tepkime sonucu kaybolangirdilerden birisi olan A trnn hesaplama temeli olarak almaktayz. Genellikle snrlaycgirdi hesaplama temelimiz olarak seilir. Ann harcanma hz, rA, scaklk ve bileime

baldr. Bir ok tepkime iin, o tepkimede yer alan eitli trlerin deriimleri (aktiflikleri) iletepkime hz sabitinin, k arpm olarak yazlabilir. rnein,

8/12/2019 bbanu

3/25

3

,...),()( BAA CCfTkr (2-1)

trlerin deriimlerine bal olanrAbu cebirsel eitlik kinetik eitlik veya hz yasasolarak bilinir.

Tepkime hz sabiti gerekten bir sabittir deildir fakat sadece tepkimede yer alan trlerinderiimlerinden bamszdr. k bykl spesifik tepkime hz (sabiti)olarak da bilinir. Ohemen her zaman kuvvetli bir ekilde scakla baldr. Gaz faz tepkimelerinde, o katalizre

baldr ve toplam basncn bir fonksiyonu olabilir. Sv sistemlerde, toplam basncnfonksiyonu da olabilir ve buna ek olarak iyonik kuvvet ve zc seimi gibi dier

parametrelerde baldr. Normal olarak bu dier deikenler spesifik tepkime hzna scaklnetkisinden ok daha az etki gsterir. Bu nedenle burada sunulan bilgileri amalarna uygunolarak knn sadece scakla bal olduu kabul edilecektir. Bu kabul ou laboratuar veendstriyel tepkimelerde geerlidir ve olduka iyi alr grnr.

Spesifik tepkime hz, knn scakla balln,

RTEAeTk /)( (2-2)

eklinde bir eitlie uygun olabildiini ilk kez neren Arrhenius byk bir svelikimyacdr. Burada,

A=nstel faktr veya frekans faktr

E=aktifleme enerjisi,j/mol veya cal/mol

R=gaz sabiti,=8,314J/mol.K=1,987 cal/mol.K

T=mutlak scaklk,K

Arrhenius eitlii olarak bilinen eitlik (2-2) olduka geni bir scaklk aralnda deneyselhata snrlar iinde bir ok tepkime hz sabitinin scakla kar davran verilerek deneylerledorulanmtr.

Aktifleme enerjisi, E, tepkime balamadan nce tepkimeye giren molekllerin sahipolmas gereken en az enerjiye eit saylmtr. Gazlarn kinetik kuramndan, e-E/RTfaktr enaz enerji Eye sahip olan molekller arasndaki arpmalarn kesrini verir. Bunun kabuledilebilir temel aklanmas olmasna ramen, bazlar Enin spesifik tepkime hzn scakla

balayan birdeneysel parametreden baka bir ey olmadn ileri srmektedirler. Dieryazarlar bu yorumu hari tutarlar; rnein, Tolmann aktifleme enerjisi yorumu tm girdimolekllerinin ortalama enerjileri ve bizzat tepkimeyi meydana getiren molekllerin ortalamaenerjileri arasndaki fark eklindedir. Bununla birlikte, Arrhenius eitliinin varsaymlarkimyasal kinetiin en byk tek adm olarak deimen kalmtr ve onun yararll bugndeve gelecek yzylda da unutulmayacaktr.

Aktifleme enerjisi tepkimelerin birka farkl scaklkta oluturulmasyla deneysel olaraksaptanabilir. Eitlik (2-2)nin doal logaritmas alndktan sonra,

8/12/2019 bbanu

4/25

4

ln k=ln A-(E/R)(1/T) (2-3)

(1/T) ye kar(ln k) grafiinin eimi aktifleme enerjisi ile orantl olan bir doru olduugrlr.

Arrhenius eitliine benzer dier ifadelerde vardr. yle bir ifade gei hal kuramndantretilen ve eitlik (2-2)ye benzer bir ekil alan scaklk bantsdr.

k (T)=ATne-E/RT (2-4)

burada 0 1 n dir. Eer eitlik (2-2) ve (2-4) ayn tepkime iin scaklk bantsntanmlamak iin kullanlrsa, E ve E aktifleme enerjileri farkl bulunacaklardr.

Tepkime Derecesi

Tepkime hz rAnn bulunan trlerin deriimlerine ball, f(Cj) hemen hemen istinaszdeneysel gzlemlerle belirlenir. Fonksiyonel bamlln kuramlarca nerilmesine ramen,nerilen ekli kantlamak iin deneyler gereklidir. Bu bantnn en sk rastlanan genelekillerinden birisi ayr ayr girdilerin deriimlerinin sleri ile birlikte arpmdr. rnein,

-rA=k BACC (2-5)

eitlik (3-5) deki deriimlerin sleri tepkime derecesi kavramna yol aar. Tepkime derecesikinetik hz yasasndaki deriimlerin sleri ile ilikilidir.Eitlik (2-5)de tepkime A girdisinegre dereceden B girdisine gre derecedendir. Toplam tepkime derecesi, n,

n=

dir. rnein gaz faz tepkimesinde,

2NO+O2 2NO2

kinetik hz yle yazlr.

-rNO=k2

2

ONOCC

Bu tepkime azot okside gre, ikinci derece oksijene gre birinci dereceden ve toplamolarak nc derecedendir. Genelde, birinci ve ikinci derece tepkimeleri sfrnc ve nc

derece tepkimeleri sfrnc ve nc derece tepkimelerinden ok daha sk gzlenir.

Ne bir tepkimenin toplam derecesi tam say olmak zorundadr ne de tek tek herhangi birbileene gre tepkime derecesi tam say olmak zorundadr. rnek olarak fosgen2in gazfazndaki sentez tepkimesini ele alalm:

CO+Cl2COCl2

Kinetik hz yasas u ekildedir.

-rCO=kCCO 22/3ClC

8/12/2019 bbanu

5/25

5

bu tepkime karbon monoksite gre birinci derecedendir. Klorre gre 3/2 inci derecedenve toplam tepkime derecesi ise 5/2 inci derecedendir.

Bazen tepkimeler sadece scaklktan bamsz vederiimden bamsz ksmlaraayrlamayan karmak hz ifadelerine sahiptir. Platin katalizr zerinde Nitroz oksitin

paralanmas,

2N2O Pt 2N2+O2

dir ve kinetik hz yasas yledir.

2

2

2 '1 O

ON

ONCk

kCr

hem k hem de k kuvvetli bir ekilde scakla baldr. Bir hz ifadesi yukarda yazld gibiolduunda, belli snrlayc koullar altnda bir tepkimeden sz edilir.

Spesifik tepkime hz, k,nn birimleri tepkime derecesi ile deiir.

A rnler

Gibi sadece bir tek girdi bulunan bir tepkimeyi gz nne alalm. Bu tip tepkime iin, hzsabitlerinin tipik birimleri ile birlikte sfrnc, birinci, ikinci, nc dereceden hz yasalaraada verilmitir.

Sfrnc derece : -rA=k k=mol/dm3.s (2-6)

Birinci derece : -rA=k CA k=s-1 (2-7)

kinci derece : -rA=k AC2 k=dm3/mol.s (2-8)

nc derece : -rA=k AC3 k=(dm3/mol)2.s-1 (2-9)

ok sayda gaz ve sv tepkimeleri iin aktifleme enerjisi, frekans faktr ve tepkimederecesi National Bureau Standartn sirkler ve eklerinde bulunabilir.

- Basit Tepkimeler ve Moleklerite

Her bir tre gre olan tepkime derecesi tepkimede yazld gibi, tepkimedeki her birtrn stokiometrik katsay ile belirlenen tepkimeler basit tepkimelerdir. rnein hidrojeniyodr veren hidrojen ile iyot arasndaki gaz faz tepkimesi:

H2+I2 2HI

Bu tepkime iin hz yasas

- krH 2 22 IH CC dir.

Bazen basit bir tepkimenin daha kstlayc bir tanm ile karlalr ve o tanm tepkime

iin molekler yol veya mekanizma gerektirir.

8/12/2019 bbanu

6/25

6

Tepkime derecesi ve kinetik mekanizmalarn incelenmesinde, bazen bir tepkimeninmolekleritesine ba vurulur. Moleklerite tepkimenin hz snrlayc basamanda bulunan(arpan) atomlarn, iyonlarn veya molekllerin saysdr. Unimolekler, bimolekler,trimolekler terimleri tepkimenin herhangi bir basamanda arpan veya tepkimeye girensaysyla bir, iki, veya atom (veya molekl) bulunduunu gsterir. Unimolekler

tepkimenin en sk rastlanan rnei, toryum ve helyum vermek zere kendiliinden olanuranyum -238in alfa paracklar yaylmas gibi radyoaktif tepkimelerdir.

Eer hidrojen iyodr ve azot monoksitin oksitlenme tepkimeleri gerekte tmstokiometrik eitliklerde ad geen molekler trlerin basit bir arpmas ile meydana gelirse,onlar srasyla bimolekler ve termolekler olacaklardr. Onlarn gerekten olup olmayacahakknda nemli bir phe vardr.

- Tersinir Tepkimeler

Dier bir ikinci derece gaz faz tepkimesi iki benzen moleklnn bir molekl hidrojen ve

bir difenil molekl oluturmak zere birlemesidir. Bu tepkime basit ve tersinir birtepkimedir.

2C6H6C12H10+H2

ileri ve geriye doru tepkime hz sabitleri k1ve k2, benzene gre tanmlanacaktr.

Benzen (B) ileriye doru olantepkime ile harcanyor.

2C6H6 1k C12H10+H2

Benzenin harcanma hz

BB Ckr 21, (2-10)

olur. Eer, bu eitliin her iki tarafn -1 ile arparsak, biz ileriye doru olan tepkime iinbenzenin oluma hz ifadesini elde ederiz.

BB Ckr 2

1, (2-11)

Difenil (D) ve hidrojen (H2) arasndaki geriye doru olan tepkime iin,

C12H10+H2 2k 2C6H6

Benzenin oluma hz, u ekilde verilir.

22, HDgB CCkr (2-12)

Benzenin net oluma hz ileri doru tepkime hz, eitlik (3-11) ve geriye doru olantepkime hz, eitlik (3-12)nin toplamdr:

rB=rB,net=rB,i+rB,g (2-13)

rB=-k122

2HDB CCkC (2-14)

8/12/2019 bbanu

7/25

7

eitlik (3-14)n her iki tarafn(-1) ile arparak benzenin harcanma hz,-rB, iin hzyasasn elde ederiz:

-rB=k1 22 )/( 212

12

2

HDBHDB CCkkCkCCkC (2-15)

-rB=k1cHDB KCCC /( 2

2 ) (2-16)

burada k1/k2=Kc=deriime gre denge sabitidir.

Denge sabiti s veren tepkimeler iin scakln artmasyla azalr ve s alan tepkimelerdescakln artmasyla artar.

- Stokiyometrik Tablo

Her hz yasas birden fazla tre bal ise, farkl trlerin her birinin deriimleri arasnda biriliki kurulur. Bu iliki stokiometrik tablo yardm ile kolayca kurulabilir. Bu tablo tek birtepkime de tepkimeye giren molekller arasndaki stokiometrik balantlar gsterir. Yani

bize bir kimyasal tepkime srasnda baka bir trn belli sayda molekl kaybolurken birtrn ka molekl oluacan syler. Bu bantlar genel bir tepkime hz iin tretilecektir.

aA+bB cC+dD (2-17)

Yine hesaplama temeli olarak A alnrsa, tm stokiometrik katsaylar Ann stokiometrikkatsaysna blnr.

A+(b/a)B (c/a)C+(d/a)D (2-18)

Stokiometrik katsaylarn oran tepkime de bulunan eitli trlerin bal tepkime hzlarnelde etmek iinde kullanlr. Tepkime (3-18) iin, biz harcanan her A mol iin c/a molCnin ortaya ktn grebiliriz. Dier bir deyile,

Cnin oluum hz=(c/a) (Ann kaybolma hz)

rc=(c/a) (-rA)=-(c/a) rA

Buna benzer ekilde C ve Dnin oluum hzlar arasndaki bant yle olur.

rC=(c/d) rD

bu bantlar tepkimenin stokiometrisinden dorudan da yazlabilir.

aA+bB cC+dD (2-19)

d

r

c

r

b

r

a

r DcBA (2-20)

8/12/2019 bbanu

8/25

8

3.REAKTR

3.1. REAKTR SEM:

Reaktr seiminde gz nnde bulundurulmas gereken parametreler ;

- Reaksiyon tipi

- Operasyon ve cihaz maliyeti

- Emniyet

- Kararllk

- Operasyondaki elastikiyet

- Cihaz mr

- retilmesi beklenen rn iin gereken zaman ve cihazlarn farkl alma koullarna

- Yeni veya deiik proseslere dntrebilme kolaylnn salanmas gibi faktrler tasarmparametrelerini etkilemektedir.

Tm bu faktrlerin yan sra tecrbe,mhendislik muhakemesi ve eitli reaktrsistemlerinin karakteristik bilgilerinin zm tasarm iin gereklidir.

Seilen reaktr sistemi ihtiya duyulan birimlerin boyutunun belirlenmesi ve oluan rnlerinorannn sabitlenmesi ile prosesin ekonomisini etkilemektedir.

Tasarmda en nemli faktr reaktr hacmidir.

3.2.REAKTR TPLER

3.2.1. Kesikli Reaktrler :

Kesikli bir reaktrde tepkime olurken girdi veya rnlerin ne ie doru ne de da doru birak vardr; bu nedenle Fj0=Fj=0 olur. j tr iin elde edilen genel mol denklii,

eklindedir. Eer, tepkime karm tm reaktr hacmi boyunca tepkime hznda hibirdeiiklik olmayacak ekilde tam kartrlrsa, o zaman rj sabit olduu iin onuintegral dnaalabiliriz ve mol denklii,

eklinde yazlabilir.

8/12/2019 bbanu

9/25

9

3.2.2. Kesiksiz Ak Reaktrleri :

ki tr karakteristik zellik gsterilir. CSTR (Kartrmal) ve PFR (Tubuler Akl)

olmak zere 2 eit reaktr tipi vardra) CSTR (Tank kartrmal reaktrler

Soutma Ceketli CSTR :

Endstriyel proseslerde en ok kullanlan reaktr tipi srekli olarak kartrlan ve alanbir tanktr. Bu tip reaktrler tam kartrmal tank reaktr (CSTR) veya geri kartrmal

8/12/2019 bbanu

10/25

10

reaktr (BMR) olarak bilinir. CSTR normalde kararl halde iler ve genellikle olduka iyi birkartrma salar. Bu son zelliin bir sonucu olarak, CSTR genel olarak kabn her yerindekideriim, scaklk ve tepkime hznda herhangi bir konumsal deime olmayan reaktrlerernek alnr. Scaklk ve deriim tepkime kabnn her yerinde ayn olmasndan dolay, tanknk noktasndaki scaklk ve deriimlerde dier yerler ile ayndr. Buna gre k akmndaki

scaklk ve deriimle reaktr iindeki deriim ve scakln ayn olduu kabul edilir.Kartrmann ok ideal yani tam olmayan sistemlere tam kartrmal model uygun deildir.Anlaml sonularn elde edilmesi iin alkonulma sresi dalm gibi baka modellemetekniklerine bavurulmas gerekir.

b) PFR (Borusal Reaktr):

Kesikli ve geri baslemeli (CSTR) reaktrlerden baka endstride en ok kullanlan

dier bir reaktr tipi borusal reaktrdr. o silindir eklinde bir borudan ibarettir ve normaldeCSTR gibi kararl bir halde alr. Ak olduka trnlant ve ak alan piton ak olarakmodellenebilecek bir sistemi gz nne alalm. Yani deriimde radyal bir deiim yoktur ve

bu reaktr piston akl reaktr olarak bilinir.

Borusal reaktrde girdiler reaktr boyunca akarken srekli olarak harcanr. Borusalreaktrn modellenmesinde deriim reaktr boyunca eksen ynnde srekli olarak deitiinikabul ederiz. Sonu olarak, btn sfrnc mertebeden tepkimeler hari deriimin birfonksiyonu olan tepkime hz da eksen boyunca deiecektir

8/12/2019 bbanu

11/25

11

3.2.3. Endstriyel Reaktrler:

Kesikli reaktrler, gelitirilmekte olan yeni prosesleri denemek, pahal rnleriretmek, kesiksiz ilemler ile dnm zor olan prosesleri gerekletirmek amacyla yaplankk lekli almalarda kullanlr. Kesikli reaktr, girdilerin uzun zaman aralklarylareaktr terk etmesi nedeniyle, elde edilen yksek dnm avantajna sahiptir. Fakat, birimretim bana yksekiilik maliyeti ve byk lekli retim zorluu gibi sakncalara dasahiptir.

Yar kesikli bir reaktr aslnda kesikli reaktr ile ayn stnlklere sahiptir. Fakatonlara ek olarak iyi bir scaklk kontrol ve girdilerden birinin dk bir deriimde olmassayesinde istenmeyen yan tepkimelerin en aza indirilmesi yetenei gibi stnlkleri de vardr.Yar kesikli reaktr genellikle sv iinden srekli olarak kabarcklar halinde geen bir gaztepkimesi iin olduu gibi iki fazl tepkimeler iin de kullanlabilir.

Srekli kartrlan tank reaktr (CSTR), youn alkalama gerektii zaman kullanlr.CSTR ya tek bana ya da bir CSTR bataryasnn veya serisinin bir paras olarak kullanlr.CSTR de iyi bir scaklk kontrol yapmak dierlerine gre kolaydr. Fakat reaktrn birimhacmi bana girdi dnm bakmndan ak reaktrleri arasnda en dk olma sakncasnada sahiptir. Sonu olarak, yksek dnm oranlar elde etmek iin ok byk reaktrler

gerekir.

8/12/2019 bbanu

12/25

12

Borusal reaktr (yani piston akl reaktr, PFR,) n bakm hibir paras hareketetmedii iin nispeten kolaydr ve genellikle ak reaktrlerinin herhangi birisinin birimreaktr hacmi bana en yksek dnm orann salar. Borusal reaktrn sakncas, reaktriinde scaklk kontrolnn zor olmasdr ve tepkime s veren tepkime olduu zaman scaknoktalar olabilir. Borusal reaktr ounlukla ya uzun bir tp eklinde veya tpler dizisi olarak

dzenlenmi daha ksa reaktrlerden birisi olarak bulunur. En homojen sv fazl akreaktrleri CSTRlerdir. Halbuki en homojen gaz fazl ak reaktr borusal ak reaktrdr.

Sabit yatakl (dolgulu yatakl) bir reaktr aslnda kat katalizr tanecikleri iledoldurulmu bir borusal reaktrdr. Bu heterojen tepkime sistemi gaz tepkimelerinikatalizlemek iin en ok kullanlan sistemdir. Bu reaktr scaklk kontrol bakmndan dier

borusal reaktrler ile ayn zorluklara sahiptir ve buna ek olarak katalizr deitirmek degenellikle bir problemdir. Ara sra gaz ak srasnda reaktr yatann baz ksmlarnnverimsiz kullanlmasna yol aan bir kanallama olur. ou tepkimeler iin sabit yataklreaktrn stnl herhangi bir katalitik reaktrn katalizr arl bana en yksekdnm oran vermesidir.

Genel kullanmdaki katalitik reaktrlerin dier bir tipi de akkan yatakl reaktrdr.Akkan yatakl reaktrlerin ierikleri heterojen olsa bile ok iyi karmas, yatak boyuncadzenli bir scaklk dalmnn elde edilmesi bakmndan CSTR ye benzer. Akkan yataklreaktr ne CSTR gibi ne de borusal reaktr (PFR) gibi modellenebilir. Kendisinin modeligerekir. Scaklk hemen hemen batan sona ayndr, bylece scak noktalardan saknlr. Butr reaktr ok byk miktarda besleme ile kat kullanabilir ve iyi bir scaklk kontrol salar.Bunun sonucu olarak da ok sayda uygulamada kullanlr.

3.2.4. leri Reaktrler :

Mevcut reaktr tasarmlarnn eitli zelliklerinin gelitirilmesi ile ortaya kan yenitasarmlar ileri reaktrlerdir. leri reaktrler aadaki gibi snflandrlmaktadr.

Evrimsel Tasarmlar: Mevcut tasarmlardan ok byk sapmalar iermezler sadece bellizellikler gelitirilmi ve yeni teknolojiler kullanlmtr.

Yeniliki Tasarmlar: Byk deiiklikler ve kavramsal yenilikler ierirler ve genellikle birpilot tesis ile yaplan yeniliklerin ispatlanmas gerekir.

Evrimsel tasarmlar ticari olarak kurulup iletilmekle birlikte henz ticari olarak biryeniliki reaktr tesisi kurulmamtr. Ancak;

Enerji Piyasalarndaki Deiimler

Yksek Kapital Maliyet 1500-3000 USD/kW Makul kurulum sresi Doal gazla rekabet

8/12/2019 bbanu

13/25

13

Halkn Kabul

Daha fazla gvenlik Daha ucuz elektrik Daha az atk evre dostu teknoloji

Srdrlebilir Kalknma

Kaynaklarn verimli kullanlmasAtk sorununun zlmesi gibi faktrlerde nkleer santraller lehinde gelimeler

beklenmesi nedeniyle yeniliki reaktrlere olan ilginin ve ihtiyacn daha hzl artacangrlmektedir .

3.2.5. Gaz Soutmal Reaktrler:Yeniliki reaktr tasarmlarndan biri olan gaz soutmal reaktr almalar 1950lerde

balam, baz baarlar salanmtr (MAGNOX, AGR, AVR, THTR). Gaz soutmalreaktrlerde, nkleer yaktlarda retilen enerji gaz formundaki akkan kullanlarak ekilir.

Ntronlarn yavalatlmas iin grafit kullanlr. Malzeme ve Gaz trbini teknolojisindekigelimeler, bunlar kullanan yeniliki tasarmlarla yeniden cazip hale gelmitir. Bu tasarmlar;

- Yksek alma scakl (yksek verim, proses ss retimi)

- Gelitirilmi gvenlik (kendiliinden gvenli sistemler, basitletirilmi gvenlik sistemleri)

- evre dostu tasarm (kaynaklarn verimli kullanm, daha az atk retimi, modler tasarmayatknlk ve deiik yakt evrimlerine yatknlk)

zellikleriyle dikkat ekmektedirler.

Gaz soutmal reaktr tasarmlarnda yakt eleman olarak kresel veya prizmatikyakt kullanlmaktadr. Kresel yakt elemanlarnda, ok kk yakt zerreleri halinde olanUO2, pirolitik karbon (dk ve 2 adet yksek younluklu olmak zere 3 katman) ve silikonkarbidden oluturulan toplam 4 katman arasndadr.

8/12/2019 bbanu

14/25

14

ekil 3: Gaz Soutmal Reaktrlerde kullanlan kresel yakt

Prizmatik yakt elemanlar ise, yine ok kk UO2tanecikleri ile doldurulan silindiryakt ubuu, grafit bloklar iindeki kanallara yerletirilerek yaplr.

ekil 4: Gaz Soutmal Reaktrlerde kullanlan prizmatik yakt

Gaz soutmal reaktrler modler tasarm zelliklerine sahiptir. Bylece tesis

bileenlerinin fabrikasyon retimi ve paralel kurulum imkan salanmaktadr. Bileenlerinintanma kolayl ve abuk montaj avantajlaryla birleince bu zellikler gaz soutmal

8/12/2019 bbanu

15/25

15

reaktrlere ekonomik avantajlar salamaktadr. Modler tasarm zellii, bu tesislerin uygungrlen yerlerde istenen miktarda kurulabilmesine ve bir modln kurulumu devam ederkendier modllerde elektrik retimi yaplabilmesine de imkan verir.

4) KULLANILAN VE OLUAN RNLERIN TANITILMASI

BENZEN

Benzen,aren veya aromatikhidrokarbonlar olarak adlandrlanorganik bileiklersnfnn enbasit yesi. Renksiz, alevlenebilen, kaynama noktas 80,1C, erime noktas 5,5C olan birsvdr.Molekler forml C6 H6 'dr. Benzen, endstriyelbakmdan kymetli olduu gibiyaps bakmndan da kimya almalarnda nemlidir. Kan hcrelerini ldrme etkisiolduundankanser yapan bileikler arasna girer. Eskidenbalina yanns etkisiyle

bozunmasndan elde edilen gaz, basnla evlere gnderilir ve aydnlatmada kullanlrd. Bugazdan yams bir ksm kalrd. Benzen, 1825 ylndaMichael Faradaytarafndan buyams ksmda kefedildi. Yaklak sekiz sene sonra baka aratrmaclar ayn maddeyi

benzoik asidinkireleoksidasyonundanelde ettiler. 1845'teAugust Wilhelm vonHofmannbenzen diye adlandrd ayn maddeyi elde etmek iin kmrkatrankulland.

Benzen,karbonatomlarnn dzlemde dzgnaltgeneklinde dizilmesinden meydana gelenbir yapya sahiptir. Karbonlar arasnda mesafe 1397 angstrmdr. Kelerde bulunan herkarbon atomuna birhidrojenatomu baldr. Ayrca deiik konformasyon yaplarnda

bulunabilir. Uzaysal olarak ekli dzlemsel ekline oranla olduka farkldr

Tepkime yetenei

Benzenin yapsnn kimyasaltepkimelerene ekilde bir tepki gsterdii zerine yaplanalmalarn,organik kimyateorilerinin gelimesinde nemi byk olmutur. Hidrojenatomlarnn karbon atomlarna orannn byle dk olduu bir bileikten umulan katlmatepkimeleri benzende olmaz. Benzenin gsterdii tipik tepkimelerden biri, substitsyontepkimeleridir. Bu tepkime bir aktif grubun benzendeki bir hidrojeni karp onun yerinegemesi eklinde gerekleir. Bu davran izah etmek alt elektronun (benzende varm gibi

gsterilen 3 tane ifte badan ileri gelen) belli karbonlarda deil btn benzen karbonlarnadalm olduunu dnmekle mmkn olur. Elektronlarn byle dalm olmas (bellikarbonlarda olmamas) molekln kararl olmasn salar ve yine bu molekln fiziksel vekimyasal zelliklerini belirler.

http://tr.wikipedia.org/w/index.php?title=Aren&action=edit&redlink=1http://tr.wikipedia.org/wiki/Hidrokarbonlarhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Organik_bile%C5%9Fiklerhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Organik_bile%C5%9Fiklerhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Organik_bile%C5%9Fiklerhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Molek%C3%BCler_form%C3%BClhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Kanserhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Kanserhttp://tr.wikipedia.org/w/index.php?title=Balina_ya%C4%9F%C4%B1&action=edit&redlink=1http://tr.wikipedia.org/w/index.php?title=Balina_ya%C4%9F%C4%B1&action=edit&redlink=1http://tr.wikipedia.org/w/index.php?title=Balina_ya%C4%9F%C4%B1&action=edit&redlink=1http://tr.wikipedia.org/wiki/Michael_Faradayhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Michael_Faradayhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Michael_Faradayhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Kire%C3%A7http://tr.wikipedia.org/wiki/Kire%C3%A7http://tr.wikipedia.org/wiki/Oksidasyonhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Oksidasyonhttp://tr.wikipedia.org/w/index.php?title=August_Wilhelm_von_Hofmann&action=edit&redlink=1http://tr.wikipedia.org/w/index.php?title=August_Wilhelm_von_Hofmann&action=edit&redlink=1http://tr.wikipedia.org/w/index.php?title=August_Wilhelm_von_Hofmann&action=edit&redlink=1http://tr.wikipedia.org/w/index.php?title=August_Wilhelm_von_Hofmann&action=edit&redlink=1http://tr.wikipedia.org/wiki/Katranhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Katranhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Katranhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Karbonhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Karbonhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Karbonhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Alt%C4%B1genhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Alt%C4%B1genhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Alt%C4%B1genhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Hidrojenhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Hidrojenhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Hidrojenhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Tepkimehttp://tr.wikipedia.org/wiki/Tepkimehttp://tr.wikipedia.org/wiki/Tepkimehttp://tr.wikipedia.org/wiki/Organik_kimyahttp://tr.wikipedia.org/wiki/Organik_kimyahttp://tr.wikipedia.org/wiki/Organik_kimyahttp://tr.wikipedia.org/w/index.php?title=Dosya:Historic_Benzene_Formulae_Kekul%C3%A9_(original).png&filetimestamp=20100816163813http://tr.wikipedia.org/wiki/Organik_kimyahttp://tr.wikipedia.org/wiki/Tepkimehttp://tr.wikipedia.org/wiki/Hidrojenhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Alt%C4%B1genhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Karbonhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Katranhttp://tr.wikipedia.org/w/index.php?title=August_Wilhelm_von_Hofmann&action=edit&redlink=1http://tr.wikipedia.org/w/index.php?title=August_Wilhelm_von_Hofmann&action=edit&redlink=1http://tr.wikipedia.org/wiki/Oksidasyonhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Kire%C3%A7http://tr.wikipedia.org/wiki/Michael_Faradayhttp://tr.wikipedia.org/w/index.php?title=Balina_ya%C4%9F%C4%B1&action=edit&redlink=1http://tr.wikipedia.org/wiki/Kanserhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Molek%C3%BCler_form%C3%BClhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Organik_bile%C5%9Fiklerhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Hidrokarbonlarhttp://tr.wikipedia.org/w/index.php?title=Aren&action=edit&redlink=1

8/12/2019 bbanu

16/25

16

Elde edilii

Benzenin sbstitsyon (yer deitirme) tepkimeleri olduka nemlidir. nk, aromatikbileiklerin pek ou bu tepkimelerle teekkl ettirilir.kinci Dnya Sava'ndan ncebenzenin nemli kayna maden kmrnden elde edilenkatranidi. kinci Dnya Savasrasnda benzen ve bununla ilgili aromatik hidrokarbonlara (toluen,ksilenvb.) duyulan

byk ihtiya sebebiyle baka kaynaklar aranmaya baland. Bugn Amerika'da retilenbenzenin % 75'ipetroldenolup, toluenin (C6H5-CH3) veya toluen ihtiva edenpetrolndealkilizasyonuilemi ile yaplmaktadr. Bu ilem hidrojen kullanmay, yksekscakl, basnc ve bir dekatalizrgerektirmektedir. kinci bir metodnaftencezengin

petroln yksek scaklk ve basnta dehidrojenlenmesidir.Benzen,fenol'nindirgenmesiyleveasetilenintrimerizasyonundanelde edilir

Kullanl

Benzen, sanayideplastikimalinde kullanlanstirenvefenolunsentezinde balang maddesiolarak,naylonbileenlerinde,sentetikdeterjanimalinde kullanlr. Uak benzinlerinde, boyayapmaya yarayananilininbalang maddesi vebcek ldrcolarak da benzen kullanlr.Benzen ayn zamanda iyi birzcdr.

BIFENIL

Kimyasal ad diphenly yada phenyl benzene olarak bilinir. Aromatik kokulu beyaz Kristalbayet olarak tanmlanr. Younluu 1,03 g/cm3 ,erime noktas 69-72 C dir. Saflk derecesi% 99 dur. molar ktlesi 154,21 g/mol, kaynama noktas 256C , ayrma scaklg ise 69Cdir.parlama noktas 113C,tutuma scakl 540C dir.

zellikleri:Bifenil, zift, ham petrol ve doal gazn iinde doal olarak bulunur ve bukaynaklardan distilasyon yoluyla elde edilir. Bifenil suda znmez fakat dier bilinentm organik solventlerde znebilir. Molekl yaps iki ayr benzen halkasndan

olutuu iin kendisi reaktif deildir. Isya maruz kaldnda olduka yanc bir buhar

http://tr.wikipedia.org/wiki/%C4%B0kinci_D%C3%BCnya_Sava%C5%9F%C4%B1http://tr.wikipedia.org/wiki/%C4%B0kinci_D%C3%BCnya_Sava%C5%9F%C4%B1http://tr.wikipedia.org/wiki/%C4%B0kinci_D%C3%BCnya_Sava%C5%9F%C4%B1http://tr.wikipedia.org/wiki/Katranhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Katranhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Katranhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Toluenhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Toluenhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Toluenhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Ksilenhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Ksilenhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Ksilenhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Petrolhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Petrolhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Petrolhttp://tr.wikipedia.org/w/index.php?title=Dealkilizasyon&action=edit&redlink=1http://tr.wikipedia.org/w/index.php?title=Dealkilizasyon&action=edit&redlink=1http://tr.wikipedia.org/w/index.php?title=Dealkilizasyon&action=edit&redlink=1http://tr.wikipedia.org/wiki/Kataliz%C3%B6rhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Kataliz%C3%B6rhttp://tr.wikipedia.org/w/index.php?title=Naften&action=edit&redlink=1http://tr.wikipedia.org/w/index.php?title=Naften&action=edit&redlink=1http://tr.wikipedia.org/w/index.php?title=Naften&action=edit&redlink=1http://tr.wikipedia.org/wiki/Fenolhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Fenolhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Fenolhttp://tr.wikipedia.org/wiki/%C4%B0ndirgenhttp://tr.wikipedia.org/wiki/%C4%B0ndirgenhttp://tr.wikipedia.org/wiki/%C4%B0ndirgenhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Asetilenhttp://tr.wikipedia.org/w/index.php?title=Trimerizasyon&action=edit&redlink=1http://tr.wikipedia.org/w/index.php?title=Trimerizasyon&action=edit&redlink=1http://tr.wikipedia.org/w/index.php?title=Trimerizasyon&action=edit&redlink=1http://tr.wikipedia.org/wiki/Plastikhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Plastikhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Plastikhttp://tr.wikipedia.org/w/index.php?title=Stiren&action=edit&redlink=1http://tr.wikipedia.org/w/index.php?title=Stiren&action=edit&redlink=1http://tr.wikipedia.org/w/index.php?title=Stiren&action=edit&redlink=1http://tr.wikipedia.org/wiki/Fenolhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Fenolhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Fenolhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Naylonhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Naylonhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Naylonhttp://tr.wikipedia.org/w/index.php?title=Sentetik&action=edit&redlink=1http://tr.wikipedia.org/w/index.php?title=Sentetik&action=edit&redlink=1http://tr.wikipedia.org/wiki/Deterjanhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Deterjanhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Deterjanhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Anilinhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Anilinhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Anilinhttp://tr.wikipedia.org/w/index.php?title=B%C3%B6cek_%C3%B6ld%C3%BCr%C3%BCc%C3%BC&action=edit&redlink=1http://tr.wikipedia.org/w/index.php?title=B%C3%B6cek_%C3%B6ld%C3%BCr%C3%BCc%C3%BC&action=edit&redlink=1http://tr.wikipedia.org/w/index.php?title=B%C3%B6cek_%C3%B6ld%C3%BCr%C3%BCc%C3%BC&action=edit&redlink=1http://tr.wikipedia.org/wiki/%C3%87%C3%B6z%C3%BCc%C3%BChttp://tr.wikipedia.org/wiki/%C3%87%C3%B6z%C3%BCc%C3%BChttp://tr.wikipedia.org/wiki/%C3%87%C3%B6z%C3%BCc%C3%BChttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=tr&prev=/search?q=bifenilo+wikipedia&hl=tr&biw=1280&bih=637&prmd=imvns&rurl=translate.google.com.tr&sl=es&u=http://es.wikipedia.org//commons.wikimedia.org/wiki/File:Bifenyl.svg&usg=ALkJrhi28oADZmTqRGTtWw0FARs4gMg-bwhttp://tr.wikipedia.org/w/index.php?title=Dosya:Benz1.png&filetimestamp=20081223211635http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=tr&prev=/search?q=bifenilo+wikipedia&hl=tr&biw=1280&bih=637&prmd=imvns&rurl=translate.google.com.tr&sl=es&u=http://es.wikipedia.org//commons.wikimedia.org/wiki/File:Bifenyl.svg&usg=ALkJrhi28oADZmTqRGTtWw0FARs4gMg-bwhttp://tr.wikipedia.org/w/index.php?title=Dosya:Benz1.png&filetimestamp=20081223211635http://tr.wikipedia.org/wiki/%C3%87%C3%B6z%C3%BCc%C3%BChttp://tr.wikipedia.org/w/index.php?title=B%C3%B6cek_%C3%B6ld%C3%BCr%C3%BCc%C3%BC&action=edit&redlink=1http://tr.wikipedia.org/wiki/Anilinhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Deterjanhttp://tr.wikipedia.org/w/index.php?title=Sentetik&action=edit&redlink=1http://tr.wikipedia.org/wiki/Naylonhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Fenolhttp://tr.wikipedia.org/w/index.php?title=Stiren&action=edit&redlink=1http://tr.wikipedia.org/wiki/Plastikhttp://tr.wikipedia.org/w/index.php?title=Trimerizasyon&action=edit&redlink=1http://tr.wikipedia.org/wiki/Asetilenhttp://tr.wikipedia.org/wiki/%C4%B0ndirgenhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Fenolhttp://tr.wikipedia.org/w/index.php?title=Naften&action=edit&redlink=1http://tr.wikipedia.org/wiki/Kataliz%C3%B6rhttp://tr.wikipedia.org/w/index.php?title=Dealkilizasyon&action=edit&redlink=1http://tr.wikipedia.org/wiki/Petrolhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Ksilenhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Toluenhttp://tr.wikipedia.org/wiki/Katranhttp://tr.wikipedia.org/wiki/%C4%B0kinci_D%C3%BCnya_Sava%C5%9F%C4%B1

8/12/2019 bbanu

17/25

17

karr. Bu buhar havayla patlayc bir karm oluturur. Solunduunda, yutulduunda,deri ve gzle temasta etkili olabilir. Normal artlar altnda stabildir.

Kullanm alanlar:Nakliye konteynerlerinde, narenciyelerin tanmasnda fungisit olarakkullanlr. Bunun dnda poliklorobifenil retiminde hammadde olarak kullanlr. PCB,

benzen halkalarndaki hidrojen atomlarnn yerine klor atomlarnn gelmesiyle oluan, elektrikekipmanlarnda elektrik akmnn geiini engelleyen yaltkan olarak youn kullanma sahip

bir maddedir. PCB nin evre kirlilii yaratt ve hayvan hcrelerinde depolanarak toksik(kanserojen) etkilere neden olduu bilinmektedir. Bunun dnda bifenil, bir ok organikrnn (emlgatrler, optik beyazlatclar, plastik..gibi) sentezinde kullanlr. Tekstilyardmclar retiminde carriern hammaddesidir. Ayrca boya, ila, antimantar rnleri veoptik beyazlatclarn retiminde ara rn olarak kullanlmaktadr.

5)REAKTR SEMNDE KULLANILAN MADDENN TANINMASI

Metalrjide paslanmaz elik, minimum %10,5 kromelementi ieren bir demir-karbon

alam olarak tarif edilir. Krom elementi aadaki ekilde de grld zere eliipaslanmaya kar koruyan temel bileendir. smini bu eliklerin, dier elikler gibilekelenmemesi, korozyona uramamas ve paslanmamasndan almaktadr. Bu malzeme aynzamanda, alam tipi ve kaliteleriyle detaylandrlmam ekliyle, zellikle havaclkendstrisinde korozyon dayanml elikolarak da adlandrlr. Gnmzde, rnn mr

boyunca uyguland zorlu evre artlarnda problemsiz bir ekilde alan birok farkl vekolayca ulalabilecek kalitelerde ve yzey zelliklerinde paslanmaz eliklere ulamak okkolaydr. Normal gnlk yaammzda dahi her an atal-baklardan saatlere kadar burnlerin ok geni bir ekilde kullanldn grrz.

Paslanmaz elik birok doal ve insan yapm ortamda, korozyona ve oksitlenmeye karyksek bir dirence sahiptir. Fakat herbir zel uygulama iin doru kalite ve tipteki paslanmazeliin seilmesi ok byk nem tar. Kalite seiminde ilk adm, tasarm aamasnda

paslanmaz eliin maruz kalaca olas ve varolan tm alma artlarnn detayl bir ekilde

analiz edilip, tanmlanmasyla balar.

8/12/2019 bbanu

18/25

18

Normal oda scaklnda ve hava artlarnda yksek oksitlenme direnci, minimum %13(arlk olarak), ok sert ve zor evre artlarnda %30 a kadar krom ilavesiyle baarlr.Paslanmaz elikteki krom elementi oksijene maruz kald zaman (normal atmosferde

bulunan oksijen kastedilmektedir) hemen krom-oksit (Cr2O3) pasivasyon tabakas oluturur.Bu katman gzle grlemeyecek kadar incedir ve rn oluturan metale (paslanmaz eliin)

su veya herhangi bir gaz, oksijen nfuzunu tamamen engelleyerek, rtt metali korur.Ayrca, bu katmann herhangibir nedenle yrtlmas, almas veya izilmesi durumundaoluacak aklk, ok hzl bir ekilde tekrar katmann kendisini yenilemesiyle tekrardanoluur. Bu olaya pasivasyon ad verilir ve titanyum gibi baz dier metallerde de grlr.

Nikel elementi de, dier dk oranlarda kullanlan molibden ve vanadyum gibi elementlergibipasivasyon zelliine katk salar.

Paslanmaz eliin korozyona ve lekelenmeye kar olan direnci, onu ticari olarak geni bir

uygulama alannda, dk bakm maliyeti, dierleriyle karlatrldnda daha ucuz olmasve gz alc bir grnme sahip olmas nedeniyle ideal ve vazgeilmez bir malzeme klar.Toplamda 150 nin zerinde paslanmaz elik kalitesi olmasna ramen, bunlar arasnda 15tanesi ok kullanlan ve piyasada ok tannan paslanmaz eliklerdir.

Paslanmaz elikler akrabalar olan dier elikler gibi, yass rn olarak, plaka olarak, ubukolarak, tel olarak, boru olarak, ekilli uzun rnler olarak gibi birok ekilde souk ve scakhaddeleme yntemleri ve dkm paralar olarak, gda endstrisinde, tpta, cerrahidonanmlarda, endstriyeldonanmlarda, otomotivde, beyaz eyada, yaplarda ve yapelemanlarnda, binalarda gibi birok alanda geni bir ekilde kullanlmaktadr. Paslanmazeliklerin kullanld alanlardan biri de mcevher ve saat gibi gnlk yaammzda

yanmzdan hi ayrmadmz rnlerde de kullanlr. Paslanmaz elik gm gibi zamanlaoksitlenme ve kararma yapmaz. Ayrca paslanmaz eliin younluu gme oranla birazdaha hafif olmasnda dolay tasarmclara kolaylk salar.

Paslanmaz elik %100 geri dntrlebilirdir. Kullanlan paslanmaz eliin %60 mrntamamlam rnlerden alnan paslanmaz elikler ve retim proseslerinin hurdalar gibi geridntrlen malzemelerin tekrardan deerlendirilmesiyle retilmektedir.Antik alardan gnmze birka korozyon dayanml demir ulamay baarmtr. Bunun ennl ve en byk rnei Hindistan n Delhi kentindeki, Kumara Gupta I tarafndan 400 lyllarda yaptrlan Delhi nin Dikili Demiri dir. Fakat paslanmaz elie benzemeyen birekilde bu demir ant paslanmazlk zelliini kromdan deil, ierdii yksek fosfordan

almaktadr. Fosfor uygun yresel hava artlaryla birlikte antn yzeyinde, demir-oksit vefosfordan oluan bir koruyucu yzey tabakas oluturup demirin korozyona kar direncinisalamaktadr.Demir-krom alamlarnn korozyona kar olan direnci ilk defa 1821 ylnda Franszmetalrjist Pierre Berthier tarafndan farkna varlmtr. O dnemdeki teknoloji krom iledemiri bugnk gibi ileme tabii tutabilmeye yetmedii iin pratik olarak kullanmageilememitir.1890 larda Alman Hans Goldschmidt karbonsuz krom retimin yolunu aan alimunotermikyntemini bulmutur. Bu tarihten itibaren paslanmaz elik zerine birok alma yaplmtr.

Modern paslanmaz eliklerin balangc, 1913 yllarndangiliz metalrjist Harry Brearly

tarafndan rastlantsal olarak tfek namlularn gelitirmek iin aratrma yaparkenkefedilerek balamtr. Bu da paslanmaz eliin balangnoktas olmutur. Daha

8/12/2019 bbanu

19/25

19

sonrasndaki almalarda, 18-8 olarak nitelendirilen (304) stenitik paslanmaz elik yaklak1920 li yllarda piyasaya km ve uygulamalarnda byk bir baar salanmtr. 1930lardan itibaren paslanmaz elik endstride ve gnlk hayatmzda vazgeilmez bir yeralmtr. Bu gelimeleri dier alam elementleri ile srdren aratrmaclar, bugntandmz paslanmaz elik kalitelerini zamanla gelitirmilerdir.

Dubleks paslanmaz elikler bundan yaklak 70 yl nce, slfit kat endstrisinde kullanmamal olarak gelitirilmitir. Dubleks alamlar ilk etapta klorit yatak soutma sularnn vedier keskin kimyasal proses svlarnn yol at korozyon problemiyle baa kabilmek iinkullanld. 1970 lerdeki Kuzey Denizindeki gaz ve petrol istasyonlarnn geliimiyle, ikinci

bir kuak dubleks paslanmaz elik gelitirildi. Buna gre belirli bir oranda nitrojen ilavesi,tokluu, kaynaklanabilmeyi, klorit korozyon dayanmn artrmtr. En yaygn olarakkullanlan UNS S31803 olarak adlandrlan kark kompozisyon 1996 ylnda dubleks elikUNS S32205 standartlatrlmtr.

II. Dnya Sava esnasnda, yaplan aratrmalarla kelmeyle sertletirilen paslanmaz

elikler kefedilmitir. Standart olmayan bu kalitelerin ilk rnei 1948 ylnda 17-7PH olarakadlandrlan paslanmaz elik olmutur.

6) REAKTR HACMNN HESAPLANMASI VE MALYET HESABI

2C6H6 C10H12+ H2

Hz yasas r1= - k1{(PA)2(PBx PH)/ K}

r1= - k1{(CB)2 (CD*CH)/ K}

2C6H6 C10H12 + H2

Balang : 1 mol - -

Deiim: x x/2 x/2

Denge: 1-x x/2 x/2

CB =benzen miktar

CD=bifenilin miktar

CH=hidrojen gaznn miktar

CB=CB0(1-x) CD=CB0( x/2 ) CH=CB0(x/2)

8/12/2019 bbanu

20/25

20

r1=- k1 {(CB)2( CDCH)/K)}

r1=- k1 {CB02(1-x)

2 - (CB0( x/2 )* CB0(x/2))/ K}

r1=- k1 CB02{(1-x)2 - x2/4 K}

R =82,06 atm cm3mol

-1K

-1

CB0 =P/RT = 1atm / (82,06 atm cm3/mol.K* 1033 K)

CB0 =1,18*10-5

mol/cm3

DENGE SABT

K=0,312

Arhenius eitlii k1= A e(-Ea / RT)

VERLER

T =1033 K

A=1,49*107

R =8,314 J mol-1K-1

Ea=70170, 16 J mol-1

Hz sabitinin hesaplanmas

Tepkime ikinci derece olduu iin k1sabitinin birimi:cm3/mol.s

k1= 1,49*107

e(- 70170,16 / 8,314*1033)

k1= 4,234 * 103cm

3/ mol.s

TASARIM ETL :

V = FA0dx / -r1-r1= k1 CB0

2{(1-x)2 - x2/4 K}

8/12/2019 bbanu

21/25

21

Tasarm eitliinde yerine koyarsak :

V = - FA0dx / k1 CB0 2{ (1-x)2 - x2/4 K}

V = - FA0 / k1 CB02 dx / { (1-x)2 - x2/4 K}

Denklemi dzenlersek :

V / FA0=1 / k1 CB02 dx / { (1-x)2 - x2/4 K}

K=0,312

Denk lemde yerine koyarsak ve dzenlersek :

V / FA0 =1 / k1 CB02 dx / {(1-x)2 - x2/4*0,312}

V / FA0 =1 / k1 CB02 dx / {(1-x)2 - (0,894x)2}

ntegral alma yntemlerinden basit kesirlere ayrma yntemiyle integralimizizer iz.

V / FA0 =1 / k1 CB02 dx / {(1- 0,106x)*(1-1,894x)}

V / FA0 =1 / k1 CB02 A / (1-1,106x) +B / (1-1,894x)

Hesaplamalar sonucunda :

A=0,440 B=0,560

ntegralimizi alrsak :

V / FA0 = 1 / k1 CB02{ 4,51 ln (1-0,106x) + 0,296 ln ( 1- 1,894x)}

Bu bizim genel deklemimizdir.

Reaksiyonumuzun dnm oranna gre V / FA0deerini hesaplarz. Eldeedilen sonular iinde hacmimizi belirlemek iin bir dnm oranna kararveririz. Buna bal olarak grafik izeriz .

8/12/2019 bbanu

22/25

22

X (%) V / FA0 ( cm3s/ mol )

10 180800

20 390600

30 650420

40 1018810

50 1862350

Bu degerlere baklarak % 50 verimle gerekleen bir tepkime olmasn istedik.En ok hacmi bu degerde verecektir bu dnmden yararlanarakreaktrmzn hacmini bulacagz.

retimde kullanacagmz benzen miktarn ylda 100000 ton olarak belirledik.FA0 = 100000 ton / yl

FA0dzenlersek ;

0

200000

400000

600000

800000

1000000

1200000

1400000

1600000

1800000

2000000

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5

Series1

ekil 1 X - V/FA0 GRAF

8/12/2019 bbanu

23/25

23

105ton/yl*1yl/365gn*1gn/24saat*1saat/3600s*1kmol/78kg*1000kg/1ton*1000mol/kmol

FA0=40,65 mol/s

X = %50 deerinde reaktrn hacmi

V=1862350 cm3s/mol * 40,65 mol/s* 1 m3/ 106cm3

V = 75,70 m3

SELEN REAKTRN VERLER :

r =2,133 m L =5r= 5*2,133 = 10,665

REAKTR ALANI N :

ALAN= 2*r*L + 2 r2

Toplam alan =2 *(2,133*10,665*(2,133)2)

Toplam reaktrn alan =171,52 m2

10 mm et kalnlnda paslanmaz elik kullanacagmz iin paslanmaz elikfiyatna baktk.

10 mm kalnlnda paslanmaz elik =471 TL /m2

Reaktr iin gerekl i mal iyet =toplam alan * paslanmaz elik fiyat

Reaktr mal iyeti =171,54 m2* 471 TL /m2 =80795,92 TL

Reaktr maliyeti =80795,92 TL

8/12/2019 bbanu

24/25

24

Reaktrn iine boru denirse

Standart boru deerleri :

ap :20 cm =0,2 m Boy :3,5 m

Paslanmaz eliin younluu=7,9*103 kg/m3

Borunun hacminin hesaplanmas

VBORU= r2L

r =borunun ap L =borunun ap

VBORU = 3,14* (0,2)2*3,5

VBORU = 0,44 m3

Reaktrn boyuna gre ne kadar boru kullanacagmza bakarz.

3 adet boru kullanrz. Onun iin ;

3* 0,44 =1,32 m3

Boru says iin :reaktrn hacmi / borunun hacmi

VREAKTR/ VBORU= 75,70 m3/1,32 m3=57 adet boru

Toplam Boru hacmi =0,44*57

Toplam Boru hacmi =25,08 m3

25,8 m3

*7,9*103

kg/m3

=198132 kg

198132 kg 1ton/1000kg =198,132 ton boru

Paslanmaz elik boru fiyat :8000 tl/ton

Boru maliyeti =198,132 ton * 8000 TL /ton

Boru maliyeti = 1585056 tl

TOPLAM MALYET= Reaktrn mal iyeti + Boru mal iyeti

8/12/2019 bbanu

25/25

TOPLAM MALYET= 80795,92 + 1585056

TOPLAM MALYET=1665852 TL