Solvent swelling studies of Turkish oil shales and effect of crosslink density on pyrolysis of Turkish oil shales

Göynük, Beypazarı ve minerali giderilmiş Beypazarı ve Göynük bitümlü şistlerinin 16 farklı çözücü içinde hacim artışına dayalı şişme davranışları incelendi ve bitümlü şistlerin çapraz bağlı makro moleküler ağ yapıları bu metotla incelendi. Çözücü içinde şişme ölçümleri, bitümlü şist numunelerinin tam çözünme teorisi (Regular Solution Theory) ile yaklaşık bir uyum göstermiştir. Çapraz bağlı polimerlere ait olan çözücü içinde şişme teorisi Flory- Rehner tarafından geliştirilmiş olup, Kovac Peppas tarafından bu teori genişletilmiştir. Bu teori bitümlü şistlerin kerogen yapılarında bulunan bir çapraz bağ başına ortalama molekül ağırlığını ( c M ) hesaplayabilmek için kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre bitümlü şist örneklerinin c M değerleri arasında çok büyük bir fark olmadığı saptanmıştır. Göynük ve Beypazarı bitümlü şistlerinin izotermal pirolizi araştırılmış olup veriler aynı numunelere ait sıcaklık programlı piroliz sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Bitümlü şistin mineral yapısının, bitümlü şistin organik karbonunun uçucu hidrokarbonlara, çok halkalı aromatik hidrokarbonlara ve karbonca zengin katı bakiyeye dönüşümü üzerine etkisi araştırılmıştır. Beypazarı bitümlü şistinin kerogen yapısı mineral yapıdan kademeli işlemlerle HCl, HNO3 ve HF kullanılarak arındırılmıştır. Sabit sıcaklık programlı (İzotermal) piroliz işlemleri ham ve minerali giderilmiş Beypazarı bitümlü şistlerine uygulanmıştır. Organik karbonun organik ürünler olarak kazanım oranı izotermal piroliz işleminde karbon dengesi kurularak saptanmıştır. Piroliz reaksiyonlarındaki dönüşüm HF ile uzaklaştırılabilen maddelerin giderilmesiyle artmıştır. HF ile uzaklaştırılabilen maddelerin kerogen yapıdan giderilmesi ile ısı transferi için itici güç arttırılmıştır. Bu sayede piroliz işleminde bitümlü şist taneciklerine daha etkin bir ısı aktarımı gerçekleştirilmiş olup piroliz reaksiyonlarında diffüzyon etkisi önemli ölçüde azaltılmıştır