22136

گوگردزدايي اكسيداسيوني سوخت سنگين به كمك ايجاد كاويتاسيون صوتي در حضور منبع هيدروژني

كارشناسي ارشد

طراحي فرايند

1399/02/10

دكتر شاهرخ شاه حسيني

مهندسي شيمي، نفت و گاز

با توجه به افزايش روزافزون استفاده از منابع نفتي و سنگين شدن تدريجي نفت استخراجي، استفاده بهينه از منابع سنگين ضروري است. گوگرد از مهم‌ترين آلاينده‌هاي موجود در سوخت سنگين است كه آسيب‌هاي جبران ناپذيري به محيط زيست وارد مي‌كند.گوگردزدايي سوخت‌هاي سنگين به سبب جرم مولكولي و ويسكوزيته بالا و آلايندگي زياد، با روش‌هاي معمول پركاربرد قابل انجام نيست. همچنين تركيبات گوگردي حاضر در سوخت سنگين در مقايسه با ديگر برش‌هاي نفتي پيچيده‌تر بوده و نسبت به جداسازي و حذف مقاومت بيش‌تري نشان مي‌دهند. روش مورد استفاده در اين پژوهش شامل يك مرحله ارتقاي اوليه سوخت سنگين (مازوت) به روش آسفالتين زدايي به كمك حلال است كه بر پايه رسوب آسفالتين در نرمال هپتان و حذف آن از سوخت بوده و منجر به كاهش مشكلات تشكيل گام در مرحله گوگردزدايي و همچنين كاهش ويسكوزيته و افزايش كيفيت سوخت مي‌گردد. در ادامه سوخت به همراه اكسيدكننده (هيدروژن پراكسيد) و كاتاليست (اسيدكربوكسيليك) وارد راكتور اكسيداسيون گرديده و به كمك امواج مافوق صوت با ايجاد كاويتاسيون و تامين انرژي مورد نياز واكنش اكسيداسيون، تركيبات گوگردي حاضر اكسيد مي‌گردد. در اين مرحله به علت حضور منبع هيدروژني (حلال) و انرژي امواج مافوق صوت كه موجب شكست مولكولي مي‌گردد، سوخت ارتقاي جزئي يافته و سبك‌تر مي‌شود. تركيبات گوگردي اكسيد شده در مرحله آخر به روش استخراج مايع-مايع ابتدا با يك حلال قطبي (دي‌متيل فرم‌آميد) تركيب گرديده و مخلوط مي‌شود و سپس طي يك مرحله جداسازي دو فاز آبي و آلي انجام مي‌گيرد. طي اين فرايند، محتواي گوگرد مازوت از 1/3 درصد وزني به حدود 9/0 درصد وزني كاهش يافت كه معادل بيش از ٪70 گوگردزدايي است.

1399/04/07

Oxidative desulfurization of heavy fuel by acoustic cavitation in the presence of a hydrogen donor

4/30/2021 12:00:00 AM

Sulfur content of heavy fuels which are combusted in marines, power plants and other industrial plants leads to emission of SOx and sulfate particular matter which cause environmental problems such as air pollution and acid rains. Also knowing that oil is a limited resource of energy, it is necessary to try to use it as effectively as possible. According to the reasons mentioned, accessing lighter and cleaner fuels from heavy and extra heavy oils or residues, is one of the most important priorities in oil industry. Oxidative desulfurization (ODS) is a new innovative technology reducing the cost of desulfurization. ODS is based on polarity difference between sulfur compounds and other hydrocarbons. Solubility of sulfur compounds in polar and non-polar solvents are nearly the same. But after oxidation of resistant organosulfur compounds producing sulfoxides or sulfones, their polarity increases and thereby, their solubility in polar solvents increases and they can be easily removed from fuel by extraction.