18733

۱۸۷۳۳

بررسي تجربي فرايند تقطير به منظور بازيابي سولفون ها از حلال استخراجي

كارشناسي ارشد

مدل سازي، شبيه سازي و كنترل فرايند

دي ماه ۱۳۹۶

دكتر شاهرخ شاه حسيني

دكتر محمد امين ثباتي

مهندسي شيمي، نفت و گاز

چكيده استخراج متداولترين روش جهت جداسازي سولفونها از سوخت ديزلي اكسيدشده در فرايند سولفورزدايي اكسايشي است. بنا بر داليل اقتصادي و زيستمحيطي، تركيبات سولفوني موجود در حالل استخراجكننده، بايستي با اتخاك روش مناسب مورد بازيابي واقع گردند. در اين تحقيق، از دو روش تقطير و جذب سطحي بهمنظور بازيابي تركيبات سولفوني از حالل استخراجكننده استفاده شده است. در مطالعه حاور، تركيبات سولفوري موجود در گازوئيل پس از اكسيداسيون توسو سيستم هيدروژن پروكسيد-اسيدفرميك و با كمك امواج مافوق صوت، توسو حاللهاي ديمتيلفرماميد خالص، استونيتريل خالص، محلول 56-56 درصد حجمي ديمتيلفرماميد - استونيتريل و محلول 56-56 درصد حجمي دي متيلفرماميد – نرمالپروپانول مورد استخراج قرارگرفتهاند. نتايج حاصل از آزمايشهاي صورت پذيرفته نشان ميدهند كه ديمتيلفرماميد بيشترين بازدهي استخراج و استونيتريل بيشترين بازيابي سوخت ديزلي را در ميان حاللهاي مورد آزمايش داشتهاند. احياي حاللهاي استفادهشده با استفاده از روش تقطير از جنبههاي گوناگوني مانند ميزان بازدهي احيا توسو تقطير يك مرحلهاي، تأثير تقطير دومرحلهاي، توانايي استخراج تركيبات سولفوني توسو حالل چند بار احياشده و تأثير استخراج چندمرحلهاي توسو حالل احياشده مورد بررسي قرار گرفته است. با در نظر گرفتن جنبههاي ككرشده، حاللهاي استونيتريل و محلول 56-56 درصد حجمي استونيتريل-ديمتيلفرماميد عملكرد بهتري را در فرايندهاي متوالي استخراج و احيا به روش تقطير از خود نشان دادهاند. اين در حالي است كه ديمتيلفرماميد احياشده به روش تقطير، بازدهي سولفورزدايي وعيفي را در طي فرايند استخراج از خود نشان ميدهد. ازاينرو احياي ديمتيلفرماميد توسو روش جذب سطحي و با استفاده از جاكبهاي آلومينا، كربن، بنتونيت، نانو پودر تيتانيومدياكسيد و ناپودر سيليكا مورد بررسي واقع شده است. آزمايشهاي انجامشده نشان ميدهد كه احياي حالل ديمتيلفرماميد با استفاده از روش جذب سطحي مناسب نيست. درنهايت با استفاده از طيفسنجي مادون قرمز، تركيبات سولفوني بازيابي شده از حالل استخراجكننده مورد بررسي واقعشدهاند. همچنين آزمايشهاي طيف سنجي مادون قرمز نشان ميدهد كه سولفورزدايي اكسايشي هر چند در حذف تركيبات سنگين سولفوري مانند بنزوتيوفنهاي موجود در گازوئيل موثر است؛ اما در حذف برخي تركيبات آليفاتيكي سولفوردار ناتوان است. واژههاي كليدي: سولفورزدايي اكسايشي، استخراج، قابليت بازيابي، تقطير، جذب سطحي، طيفسنجي مادون قرمز

1397/01/27

4/16/2018 12:00:00 AM

Abstract: Extraction is the most common approach in order to separate sulfone compounds from the oxidized diesel in ODS. According to economic and environmental reasons, sulfone compounds in the extraction solvent, should be removed by an appropriate approach. In this study, distillation and adsorption approaches have been used in order to remove oxidized sulfur compounds from the solvent. Sulfur compounds in the initial gas oil (0551 ppmw) were oxidized by ultrasound-assisted system in the presence of hydrogen peroxide as oxidant and formic acid as catalyst. The oxidized gas oil was extracted by DMF, Acetonitrile, 51 – 51 vol.% solution of DMF – Acetonitrile and 51 – 51 vol.% solution of DMF – n-propanol. DMF and Acetonitrile have the best extraction efficiency and fuel recovery, respectively. Regeneration of used solvents by distillation has been studied in different aspects such as regeneration efficiency in single-stage distillation, impression of double-stage distillation, extraction ability of sulfone compounds by regenerated solvent and impression of multistage extraction. By considering the mentioned aspects, acetonitrile and 51 – 51 vol.% solution of DMF – Acetonitrile show better performances in consecutive processes of extraction and regeneration. However, regenerated DMF by distillation shows weak desulfurization efficiency in extraction stage. Thus, regeneration of DMF by adsorption approach was studied as an alternative of distillation approach. Adsorbents such as alumina, carbon, bentonite and TiO0 nanopowder were used to regenerate the used DMF. Carbon adsorbent has better regeneration efficiency among the mentioned adsorbents. However, results demonstrate that adsorption by these adsorbents couldn’t regenerate the used DMF effectively. Finally, existed compounds in initial gas oil, oxidized gas oil, desulfurized gas oil and removed sulfur compounds from the solvent have been studied in detail by FTIR. Keywords: Oxidative desulfurization, extraction, recoverability, distillation, adsorption, FTIR