17700

17700

بهبود فرآيند گوگرد زدايي اكسايشي از سوخت ديزل با گوگرد بالا با استفاده از كاتاليزور پلي اگزومتال

كارشناسي ارشد

ترموسينتيك

اسفند ماه 1395

دكتر محمدرضا دهقاني

شيمي

در اين تحقيق گوگردزدايي اكسايشي از تركيبات مقاوم تيوفني، با استفاده از كاتاليست پلي‌اگزومتال پايه‌دار با ساختار دووسون در حضور هوا (اكسيژن) به عنوان عامل اكسنده مورد مطالعه قرارگرفته است. براي اين منظور، كاتاليست پلي اگزومتال با ساختار دوسوون بر پايه تيتانيوم با 4 بارگذاري متفاوت درصد وزني (15،20،25،30%) ساخته شد. ساختار كاتاليست، توسط آزمايشهاي FTIR-UV-UV/DRS-XRD مورد تحليل قرار گرفت. با استفاده از طراحي آزمايش‌هاي تاگوچي، آزمايش‌هاي راكتوري اوليه انجام شد و كاتاليست H9P2W15V3O62/TiO2-15% به‌عنوان كاتاليست‌ بهينه معرفي شد. همچنين شرايط عملياتي بهينه تعيين گرديد، شرايط بهينه (دماي ºC130، دبي هواي ورودي به راكتورml/min 160ومقدار كاتاليست(gr/l) 10.0 تعيين گرديد. در اين كار، 7 آزمايش براي تعيين زمان تعادل انجام گرديد كه بعد از2ساعت و 30دقيقه واكنش در سيستم راكتوري به حالت پايدار رسيده-است. علاوه بر اين بهترين ميزان دبي هواي ورودي به راكتور، با انجام 8 آزمايش بر روي كاتاليست بهينه انجام شده و بهترين ميزان دبي هواي وروديml/min160 گزارش شد. كاتاليست در شرايط بهينه عملياتي خود موفق به¬ حذف78.3% دي‌بنزوتيوفن و57.19% كل گوگرد سوخت مدل شده است. قابل ذكر است كه از هيچ ¬گونه حلال كمكي چون استونيتريل در واكنش¬ها استفاده نشده است. اما براي بهبود شرايط بهينه، بعد از انجام آزمايش در حضور حلال استونيتريل به نسبت 1:2 با سوخت مدل( داراي غلظت كل گوگردي ppmw500)، موفق به حذف 97.3% كل گوگردشده است. با افزايش مقدار غلظت كل گوگرد از ppmw500 به ppmw1000، تنها در حضور هوا و كاتاليست H9P2W15V3O62/TiO2-15%، موفق به حذف 56.85% تركيبات گوگردي سوخت مدل شده است. تعداد مراحل بازيابي كاتاليست بهينه براي سوخت مدل و برش گازوئيل مورد بررسي قرار گرفت. بعد از آزمايش بروي سوخت واقعيppmw 50.3 ازppmw 107 كل گوگرد باقي مانده است. نتايج نشان داد، كاتاليست بعد از 4 مرحله بازيابي ، به ترتيب43.81 در مرحله اول 44.68، 45.9، 47.87 درصد به ترتيب در مرحله دوم تا چهارم گوگرد در سوخت باقي مانده و همچنان از فعاليت قابل قبولي برخوردار است. واژه‌هاي كليدي: تركيبات تيوفني- پلي‌اگزومتال- گوگردزدايي اكسايشي- اكسيژن - تيتانيا

1396/04/11

1/1/1900 12:00:00 AM

Abstract: In this work, oxidative desulfurization of resistant compounds thiophene has been studied using the supported polyoxometalate catalytic with Dawson structure and air as oxidant. For this purpose, the supported polyoxometalate catalytic with Dawson structure, was made of titanium-based catalysts with four different loading (loads 15, 20, 25 and 30%). The structure of this catalyst was analyzed by FTIR- UV-vis and XRD experiments. Using the Taguchi design, reactor experiments conducted early and catalyst H9P2W15V3O62/TiO2-15% was introduced as the optimal catalyst and the operation condition was determined as optimized. The optimal condition (Temperature 130°C, inlet airflow to reactor 160ml/min and catalyst amount 10. gr/lit) has been determined. Also in this work, 7 experiments were conducted to obtain the equilibrium time which, after 150 minutes the reaction achieved stability in system and by conducting 8 experiments the best inlet airflow to reactor is 160ml/min. In optimal operational condition the catalyst can eliminate 78.4% of dibenzothiophene. Furthermore, no auxiliary solvent such as acetonitrile has been used in reactions. After conducting the experiment in present of acetonitrile with ratio of 1:2 in model oil (Sulfur concertation: 500 PPMw), elimination of sulfur was achieved by 97.3%. With increasing the sulfur concentration to 1000 PPMw the sulfur elimination was decreased to 56.85%. The number of catalyst recovery stages for model oil and real oil has been studied and the results show that the catalyst activity and its effectiveness id still acceptable after 4 stages of recovery. Keywords: Compounds thiophene – polyoxometalate - oxidative desulfurization – Air- titania