11242

بررسي مدل‌سازي و شبيه‌سازي‌هاي گوگردزدايي با استفاده از كاتاليست‌هاي هموژن

1401

دكتر شاهرخ شاه‌ حسيني

اخيراً به دليل استفاده گسترده از سوخت‌هاي نفتي در وسايل نقليه، آلودگي محيط زيست به طور قابل توجهي افزايش يافته است. اين آلودگي زيست‌محيطي عمدتاً به دليل گاز اسيدي SO_2 است كه از احتراق سوخت‌ها توليد مي‌شود و به اتمسفر منتشر مي‌شود. گاز SO_2 نه تنها باعث باران اسيدي مي‌شود، بلكه باعث خوردگي قطعات فلزي موتور در وسايل نقليه نيز مي‌شود. علاوه بر اين، به عنوان يك سم كاتاليزور در مبدل‌هاي كاتاليزوري در سيستم اگزوز عمل مي‌كند. با توجه به اين آسيب‌ها مقررات سختگيرآن‌هاي براي كاهش ميزان گوگرد در سوخت‌ها وضع شده است. از سال 2005، ميزان مجاز گوگرد در سوخت‌هاي ديزل در اروپا و آمريكا به ترتيب به 10 و 15 ppmw محدود شده است. با توجه به كاهش ذخاير نفت در جهان، نفت‌هاي با ويسكوزيته بالا حاوي گوگرد بالا و كسرهاي سنگين‌تر (يعني روغن‌هاي با كيفيت پايين) در حال افزايش است، بنابراين گوگردزدايي را دشوار مي‌كند و منجر به فرآيند پرهزينه مي‌شود. از آنجايي كه امروزه زمان و زيان اقتصادي بسيار مهم است، اين دو عبارت بايد به حداقل برسد. تركيبات بنزو تيوفن و دي بنزوتيوفن به دليل واكنش پذيري كم آن‌ها با استفاده از روش (HDS) حذف نمي‌شوند. هم چنين اين روش معايب ديگري نيز دارد. گوگردزدايي اكسيداسيوني (ODS) يك جايگزين خوب براي فرآيند HDS مي‌باشد. روش گوگرد زدايي اكسيداسيوني از جمله روش‌هايي است كه به دليل مزايايي همچون سادگي نسبي فرآيند، شرايط عملياتي ملايم‌تر، هزينه سرمايه‌گذاري كمتر و عدم نياز به هيدروژن درسال‌هاي اخير بسيار مورد توجه محققين قرار گرفته است. در اين روش تركيباتي كه در گوگردزدايي هيدروژني به سختي حذف مي‌شوند را مي‌توان تحت شرايط عملياتي ملايم‌تري (دما و فشار پايين) حذف نمود. در اين فرآيند تركيبات گوگردي در حضور كاتاليزور و اكسيدآن‌هايي از از قبيل هيدروژن پراكسيد و... به تركيبات قطبي سولفون و سولفوكسيد تبديل مي‌شوند كه در نهايت اين تركيبات قطبي توسط حلال استخراج يا جاذب جدا مي‌شوند. بررسي دقيق اكسيدانت و حلال استخراج در اين روش امري ضروري مي‌باشد. نتايج نشان مي‌دهد كه مدل‌سازي و شبيه‌سازي در فرآيند ODS به شناسايي مهم‌ترين متغيرها، تسهيل تحقيقات آينده و دستيابي به حداكثر حذف گوگرد كمك مي‌كند. استفاده از فناوري‌هايي مانند اولتراسوند، پلاسماي سرد، تشعشعات مايكروويو، كاويتاسيون هيدروديناميكي، الكتروشيمي، ميدان مغناطيسي و بيوتكنولوژي مي‌تواند حذف گوگرد را بهبود بخشد و زمان واكنش را كاهش دهد.

10/24/2022 12:00:00 AM

76392

1401/08/05

Review of modeling and simulations of desulfurization using homogeneous catalysts

گوگردزدايي اكسيداسيوني , مدل‌سازي , شبيه‌سازي , تركيبات گوگردي , استخراج كننده و اكسيدانت , كاتاليست هموژن

Oxidative Desulfurization , Modeling , Simulation , Sulfur Compounds , Extractants and Oxidants , Homogeneous catalyst