شماره ركورد
34751
پديد آورنده
هانيه جعفرآبادي
عنوان
گوگردزدايي از گازوئيل با استفاده از جاذب هاي پايه زئوليتي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي شيمي گرايش طراحي فرآيند
سال تحصيل
1401
تاريخ دفاع
1404/10/28
استاد راهنما
جناب دكتر احد قائمي
استاد مشاور
-
دانشكده
مهندسي شيمي نفت وگاز
چكيده
در اين پژوهش، فرآيند حذف تركيبات گوگردي از سوخت واقعي گازوئيل با استفاده از زئوليت كلينوپتيلوليت اصلاحشده با يون نيكل (Ni-CZ) مورد بررسي قرار گرفت. سوخت گازوئيل انتخابشده داراي غلظت اوليه 329 پي پي ام گوگرد بود. در مرحله نخست، زئوليت طبيعي به روش تبادل يوني با يونهاي نيكل اصلاح و سپس با آزمونهايXRD، FE-SEM/EDS، BET، XRF،FTIR و TGA مشخصهيابي شد. نتايج اين تحليلها نشان داد كه ورود يونهاي نيكل سبب افزايش سطح ويژه، توسعه مزوحفرهها و ايجاد مكانهاي فعال جديد شده و ساختار كريستالي زئوليت نيز حفظ گرديده است. فرآيند گوگردزدايي بهصورت دو مرحلهاي جذبي- استخراجي طراحي شد. براي تعيين شرايط عملياتي بهينه، از روش سطح پاسخ با طرح مركب مركزي استفاده گرديد. سه متغير اصلي شامل مقدار جاذب (1/0 تا 4/0 گرم)، حجم سوخت (5 تا 10 ميلي ليتر) و زمان اختلاط (60 تا 180 دقيقه) تحت دماي محيطي مورد بررسي قرار گرفتند. تحليل آماري نشان داد كه تمامي متغيرها اثر معنيدار بر راندمان حذف دارند و مدل ارائهشده از دقت مناسبي برخوردار است. تحت شرايط عملياتي بهينه، زئوليت اصلاح شده با نيكل (Ni-CZ) توانست به راندمان حذف گوگرد %24/80 دست يابد. همچنين، رفتار سينتيكي فرآيند جذب گوگرد بر روي Ni-CZ با مدلهاي شبهمرتبه اول، شبهمرتبه دوم و نفوذ درونذرهاي برازش شد كه نتايج نشان داد مدل شبهمرتبه دوم بهترين تطابق را با دادههاي تجربي دارد (9998/0 (R2=؛ بنابراين، مكانيزم غالب فرآيند عمدتاً شيميجذبي و ناشي از برهمكنشهاي قوي سطحي بين تركيبات گوگردي و سايتهاي فعال Ni-CZ است. براي بررسي قابليت بازيابي جاذب، نمونه تحت پنج چرخه متوالي جذب-احيا قرار گرفت؛ احيا به روش كلسينهكردن حرارتي انجام شد. نتايج نشان داد كه مجموع افت راندمان پس از پنج چرخه تنها %66/16 بوده و جاذب بيش از %83 از كارايي اوليه خود را حفظ كرده است كه نشاندهنده پايداري چرخهاي مطلوب و امكان استفاده مجدد ميباشد.
تاريخ ورود اطلاعات
1405/02/09
عنوان به انگليسي
Desulfurization of Diesel Fuel Using Zeolite-based Adsorbents
تاريخ بهره برداري
1/18/2027 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
هانيه جعفرابادي
چكيده به لاتين
In this study, the removal process of sulfur compounds from real diesel fuel using nickel ion-modified clinoptilolite zeolite (Ni‑CZ) was investigated. The selected diesel fuel had an initial sulfur concentration of 329 ppm. First, the natural zeolite was modified via ion‑exchange with nickel ions and then characterized using XRD, FE‑SEM/EDS, BET, XRF, FTIR, and TGA analyses. The results of these analyses showed that the incorporation of nickel ions led to an increase in specific surface area, the development of mesopores, and the formation of new active sites while preserving the crystalline structure of the zeolite.The desulfurization process was designed as a two‑step adsorption–extraction system. To determine the optimal operating conditions, the Response Surface Methodology (RSM) with a Central Composite Design (CCD) was employed. Three main variables—including adsorbent dosage (0.1–0.4 g), fuel volume (5–10 mL), and mixing time (60–180 min)—were investigated at ambient temperature. Statistical analysis revealed that all variables had significant effects on sulfur removal efficiency and that the proposed model exhibited good predictive accuracy. Under the optimum conditions, the nickel‑modified zeolite (Ni‑CZ) achieved a sulfur removal efficiency of 80.24%. The kinetic behavior of sulfur adsorption on Ni‑CZ was fitted to pseudo‑first‑order, pseudo‑second‑order, and intra‑particle diffusion models. The results indicated that the pseudo‑second‑order model best described the experimental data (R² = 0.9998), suggesting that the predominant mechanism was chemisorption, arising from strong surface interactions between sulfur compounds and the active Ni‑CZ sites. To evaluate the regenerability of the adsorbent, the sample underwent five consecutive adsorption–regeneration cycles, where regeneration was carried out by thermal calcination. The results showed that the total efficiency loss after five cycles was only 16.66%, and the adsorbent retained more than 83% of its initial performance—indicating excellent cyclic stability and reusability potential.
كليدواژه هاي فارسي
گوگردزدايي جذبي , گوگردزدايي استخراجي , گازوئيل , زئوليت كلينوپتيلوليت , روش سطح پاسخ , نيكل
كليدواژه هاي لاتين
Adsorptive desulfurization , Extractive desulfurization , Diesel fuel , Clinoptilolite zeolite , Response Surface Methodology , Nickel
Author
Hanieh Jafarabadi
SuperVisor
Dr. Ahad Ghaemi