16945

16945

مقايسه كاتاليست هاي جامد در گوگردزدايي اكسيداسيوني گازوييل

كارشناسي ارشد

شبيه سازي و كنترل فرآيند

اسفند 1395

دكتر شاهرخ شاه حسيني

دكتر محمد امين ثباتي

مهندسي شيمي و نفت و گاز

چكيده در سال هاي اخير گوگردزدايي از سوخت هاي فسيلي نظير بنزين و گازوئيل اهميت زيادي يافته است. وجود تركيبات گوگردي در سوخت هاي هيدوكربني موجب توليد و نشر اكسيدهاي گوگرد، آلودگي محيط زيست و همچنين موجب غيرفعال شدن كاتاليست هاي شيميايي مي گردد. لذا به منظور كاهش اثرات زيان بار اين آلاينده ها، قوانين و مقررات سختگيرانه اي در بسيار از كشورهاي جهان جهت كاهش ميزان گوگرد فرآورده هاي نفتي وضع گرديده است. در اين پژوهش با شناخت روش هاي مختلف گوگردزدايي و محدوديت هاي آن ها، فرآيند گوگردزدايي اكسايشي به عنوان بهترين گزينه براي حذف تركيبات گوگردي شناخته شد. گوگردزدايي اكسايشي مي تواند به عنوان يك روش مكمل براي فرآيند گوگردزدايي هيدروژني به منظور توليد سوخت با ميزان پايين گوگرد بكار گرفته شود. در اين فرآيند تركيبات گوگردي ابتدا به وسيله تركيبات اكسنده، اكسيد مي شوند و سپس تركيبات اكسيد شده به وسيله روش هاي رايج جداسازي از قبيل جذب و استخراج جداسازي مي شوند. در اين راستا گوگردزدايي اكسايشي با كاتاليست جامد به صورت تجربي مورد بررسي قرار گرفته است و در اين خصوص از تركيب هيدروژن پراكسيد به عنوان عامل اكسيد كننده و فرميك اسيد و كاتاليست هاي جامد فعال شده بر پايه ي كربن فعال به عنوان كاتاليست جهت حذف تركيبات گوگردي بهره گرفته شده است. هدف از اين تحقيق، بررسي پارامترهاي تاثير گذار بر سيستم واكنش و مقايسه كاتاليست هاي جامد متفاوت در اين شرايط جهت انجام فرآيند گوگردزدايي مي باشد. لذا در اين راستا از روش سطح پاسخ (RSM) براي طراحي آزمايش ها استفاده شده است.پارامترهاي مورد بررسي نسبت حجمي سوخت به فاز آبي، نسبت كاتاليست به سوخت مصرفي و زمان هستند.نتايج نشان داد كه نسبت حجمي سوخت به فاز آبي بيشترين تاثير را روي سيستم ما دارد و بهترين پاسخ را در حالتي كه اين نسبت 3 بود،گرفته شده است. همچنين پارامتر زمان 60 دقيقه و نسبت جرمي كاتاليست به سوخت %1 بهترين شرايط براي اين سيستم هستند. كاتاليست كربن فعال تهيه شده از شركت ژاپني كانتو كاتاليست بسيار مناسبي براي اين سيستم شناخته شد و در شرايط ذكر شده تا 91.8% گوگردزدايي حاصل شده است. حلال استخراج در اين حالت دي متيل فرم آميد بوده و استخراج تنها در يك مرحله انجام شده كه در اين حالت سوخت با ppm1550 به ppm135 با روش گوگردزدايي اكسايشي با كاتاليست جامد تبديل شده است. واژه هاي كليدي: روش هاي حذف تركيبات گوگرد دار، گوگردزدايي اكسايشي، كاتاليست جامد، اهميت گوگردزدايي

1395/12/23

1/1/1900 12:00:00 AM

Abstract: In recent years, desulfurization of fossil fuels such as gasoline an​d diesel has been great importance. Containing sulfur-compounds in hydrocarbon fuels cause produsing an​d spreading sulfoxides , environment contamination an​d also inactivation of chemical catalysts.Afterwards,for reducing harmful influences of sulfur-compounds,in so many countries in the world laws have been enacted. In this research with studying various methods for desulfurizarion an​d their limitation, oxidative desulfurization process for removing sulfur-compounds was recognized as the best option. Oxidative desulfurization can be used as a complementary method for hydrogen desulfurization process used to produce fuel with low sulfur. In this process the sulfur compounds by combining oxidant, oxidize an​d oxidized compounds by conventional separation methods such as adsorption an​d extraction are separated. In this respect, oxidative desulfurization with solid catalyst has been studied empirically an​d in this regard a combination of formic acid an​d hydrogen peroxide as the oxidizing agent an​d activated solid catalysts based on activated carbon have been used as a catalyst to uninstall sulfur-compounds. The aim of this study was to investigate the parameters affecting the reaction system an​d compare different solid catalysts in this situation is to do Desulfurization. In this regard, the response surface methodology (RSM) was used to design the experiment.the parameters in this research are the ratio of fuel volume to the volume of aqueous phase, the ratio of catalyst to fuel an​d time. The results showed that the volume ratio of fuel to the aqueous phase has the greatest impact on our system, the best number for this ratio was 3. The mass ratio of catalyst to fuel parameter 1% an​d 60 minutes for time parameter are the best conditions for this system. Activated carbon catalyst produced by the Japanese company named “Kanto” was very suitable for this system an​d the conditions listed in the removal of sulfur were up 91.8%. In this case Dimethylformamide used as extraction solvent an​d extraction was performed in a single step, we could make a fuel with 1550 ppm sulfur a fuel with 135ppm sulfur by using oxidative desulfurization an​d Activated carbon catalyst. Keywords: oxidative desulforization, sulfur-compounds, solid catalyst , activated carbon.