-
شماره ركورد
26891
-
پديد آورنده
احمد مرتضائي
-
عنوان
بررسي تجربي فرآيند گوگردزدايي اكسايشي از برشهاي سنگين نفتي
-
مقطع تحصيلي
دكتري
-
رشته تحصيلي
مهندسي شيمي
-
سال تحصيل
1394
-
تاريخ دفاع
1401/03/08
-
استاد راهنما
سلمان موحدي راد - محمد امين ثباتي
-
استاد مشاور
شاهرخ شاه حسيني
-
دانشكده
مهندسي شيمي، نفت و گاز
-
چكيده
گوگرد موجود در برشهاي سنگين نفتي يكي از مهمترين چالش¬هاي صنايع پالايشي مي¬باشد. ضرورت توجه به اين بخش، با توجه به روند تقاضاي بازار و محدوديت¬هاي زيست محيطي ايجاب كننده دستيابي به فناوري¬هاي به¬روز و كارآمد در پالايش نفت خام مي¬باشد. در رساله حاضر، استفاده از روش گوگردزدايي اكسايشي در گوگردزدايي از برش¬هاي سنگين نفتي شامل نفت كوره و روغن پايه بررسي شده است. در خصوص خوراك روغن پايه با ميزان گوگرد كلي برابر ppm 10000 گوگرد با استفاده از ابزار باكس بنكن از زيرمجموعههاي روش سطح پاسخ اثرات دماي اكسيداسيون (30-70 درجه سانتيگراد)، نسبت مولي پراكسيد هيدروژن به گوگرد (2-8)، و نسبت مولي اسيد فرميك به گوگرد (20-60) بر روي مقدار حذف گوگرد با انجام آزمايشهاي مورد نياز بررسي شد. در مرحله بعد مقادير مناسب متغيرهاي مستقل مانند سرعت همزن (750-1250 دور در دقيقه)، زمان واكنش (60-180 دقيقه) و تعداد مراحل استخراج (1-4) بر اساس نتيجه بهينه تعيين گرديد. بر اساس نتايج به دست آمده از طراحي آزمايش، بهترين عملكرد فرآيند گوگردزدايي اكسايشي در دماي واكنش ᵒC 58، نسبت مولي اكسيد كننده به گوگرد برابر با 35/7، نسبت مولي اسيد فرميك به گوگرد برابر با 5/58، زمان واكنش 150 دقيقه و سرعت همزن 1250 دور بر دقيقه مشاهده شد. ميزان حذف گوگرد به دست آمده پس از اكسيداسيون و سپس استخراج مايع- مايع به ترتيب براي يك استخراج و سه مرحله استخراج به ترتيب 32% و 60% بود. همچنين در انتهاي آزمايش خصوصيات فيزيكي و روانكاري روغن مورد بررسي قرار گرفت و نتيجه به دست آمده نشان داد كه اين فرآيند كمترين اثر را بر خوصيات روغن پايه دارد. اما در خصوص گوگردزدايي اكسايشي بر روي خوراك نفت كوره با ميزان گوگرد كلي برابر ppm 31000، چالشهايي نظير تشكيل صمغ و سطح بالاي اتلاف هيدروكربن مشاهده شد. فرآيند تشكيل صمغ توسط رقيق شدن نفت كوره با حلالهاي مختلف مورد بررسي قرار گرفت. مشاهده شد كه نفت كوره تبديل شده به صمغ با كاهش محتواي هيدروژن به كربن حلالهاي رقيقكننده، افزايش مييابد. دليل اصلي تشكيل صمغ در طول فرآيند گوگردزدايي اكسايشي، برخي واكنشهاي تشكيل پليمر است كه توسط راديكالهاي پراكسيد ايجاد ميشود. در نسبت اكسيد كننده به گوگرد برابر با 25/0 گامي تشكيل نشد، در حالي كه با افرايش اين نسبت به مقدار 5، تمام نفت كوره به صمغ تبديل شد. همچنين اثرات زمان، دما و دور همزن در تشكيل صمغ مورد بررسي قرار گرفت. در نهايت، استفاده از گوگردزدايي استخراجي به عنوان روش جايگزين پيشنهاد شده است. در بهترين شرايط حدود % 84 گوگردزدايي با استخراج حلال دي متيل فرماميد از نفت كوره به دست آمد.
-
تاريخ ورود اطلاعات
1401/05/31
-
عنوان به انگليسي
Experimental investigation of oxidative desulfurization of heavy oil cuts
-
تاريخ بهره برداري
5/29/2023 12:00:00 AM
-
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
احمد مرتضايي
-
چكيده به لاتين
Sulfur in heavy oil fields is one of the most important challenges of the refining industry. The need to pay attention to this sector, given the market demand trend and environmental constraints, requires the acquisition of up-to-date and efficient technologies in crude oil refining. In the present dissertation, the use of oxidative desulfurization method in desulfurization of heavy oil sections including furnace oil and base oil has been investigated. Regarding the base oil feed which contains 10000 ppm of elemental sulfur using Buchanan box tool from the subsets of the surface response method, the effects of oxidation temperature (30-70 ° C), the molar ratio of hydrogen peroxide to sulfur (2-8), and the molar ratio of acid Formic to sulfur (20-60) was investigated on the amount of sulfur removal by performing the required tests. In the next step, appropriate values of independent variables such as agitator speed (750-15050 rpm), reaction time (180-60 minutes) and number of extraction steps (1-4) were determined based on the optimal result. Based on the results obtained from the experimental design, the best performance of the oxidative desulfurization process at the reaction temperature of 58 ،, the molar ratio of oxidant to sulfur is 7.35, the molar ratio of formic acid to sulfur is 58.5, the reaction time is 150 minutes and the stirrer speed is 1250 rpm. Was observed per minute. The sulfur removal rate obtained after oxidation and then liquid-liquid extraction was 32% and 60% for one extraction and three extraction steps, respectively. Also, at the end of the experiment, the physical and lubricating properties of the oil were investigated and the obtained result showed that this process has the least effect on the properties of the base oil. However, in the case of oxidative desulfurization on furnace oil feed, challenges such as step formation and high levels of hydrocarbon loss were observed. The step formation process was investigated by diluting the furnace oil with different solvents. It was observed that stepwise furnace oil increased with decreasing H/C content of diluent solvents. The main reason for step formation during the oxidative desulfurization process is some polymer formation reactions caused by peroxide radicals. No gum was formed in the oxidizing to sulfur ratio of 0.25, while this ratio increased to 5, all furnace oil was converted to step. The effects of time, temperature and agitator speed on the formation of the step were also investigated. Finally, the use of desulfurization has been proposed as an alternative method. Under the best conditions, about 84% desulfurization was obtained by extracting DMF solvent from HFO.
-
كليدواژه هاي فارسي
گوگردزدايي اكسايشي , برشهاي سنگين , نفت كوره , روغن پايه , تشكيل صمغ , استخراج
-
كليدواژه هاي لاتين
Oxidative Desulfurization , Heavy Oil Cut , Heavy fuel oil , Base Oil , Gum Formation , Extraction
-
Author
Ahmad Mortezaee
-
SuperVisor
Salman Movahedirad, Mohammad Amin Sobati
-
لينک به اين مدرک :