20061

۲۰۰۶۱

بررسي و ارزيابي ايده هاي فرآيندي مختلف براي مديريت پسماند سولفوني حاصل از فرآيند گوگردزدايي اكسايشي

كارشناسي ارشد

مهندسي شيمي

۱۳۹۷

۱۳۹۷/۱۰/۱۹

دكتر محمد امين ثباتي

مهندسي شيمي، نفت و گاز

چكيده فرآيند گوگردزدايي همواره يكي از فرآيند هاي حساس و مهم صنعت نفت و گاز محسوب مي شود. وجود گوگرد در جريان هاي هيدروكربني علاوه بر مشكلات فرآيندي كه در بخش هاي پالايش ايجاد مي كند، چنانچه در محصولات سوختي يافت شود سبب توليد گاز هاي خطرناك و باران اسيدي مي گردد. حال به دليل وضع قوانين سخت گيرانه زيست محيطي مبني بر توليد سوخت هايي با كمترين ميزان گوگرد استفاده از روش ها و تكنيك هاي جديد گوگردزدايي ضرورت پيدا مي كند. فرآيند گوگردزدايي اكسايشي يكي از فرآيند هاي گوگردزدايي نوين به شمار مي آيد، به طوري كه امكان توليد محصول سوختي با كمترين ميزان گوگرد را فراهم مي كند. در ضمن اين فرآيند نسبت به فرآيند گوگردزدايي تصفيه هيدروژني كه در صنعت رايج مي باشد از مزايايي مانند عدم مصرف ماده با ارزش هيدروژن و گوگردزدايي در شرايط عملياتي ملايم تر برخوردار مي باشد. همچنين استفاده از تكنولوژي امواج فراصوت موجب بهبود هر چه بهتر شرايط فرآيندي گوگردزدايي اكسايشي شده است. با وجود مزاياي گوگردزدايي اكسايشي، اين فرآيند با چالش هايي نيز رو به رو مي باشد. يكي از مهمترين مشكلات موجود در اين فرآيند بحث مديريت پسماند فرآيندي به ويژه مخلوط تركيبات سولفوني مي باشد. در اين تحقيق فرآيند هاي مختلفي مانند تصفيه هيدروژني، كوكينگ، گازي سازي و بازيابي هيدروكربني جهت رفع مشكل دفع پسماند سولفوني مورد مطالعه قرار گرفت. همچنين توليد قير اصلاح شده از پسماند سولفوني به همراه ضايعات پلي اتيلني سنگين به عنوان راهكاري جديد در اين تحقيق ارائه شد. با انجام طراحي آزمايش مبتني بر بررسي خواص قير مانند درجه نفوذ، نقطه نرمي و افت وزني و نيز تحليل نتايج حاصل از آن مشخص شد كه پسماند سولفوني مي تواند به عنوان نرم كننده به قير اضافه شود. براي مطالعه چگونگي تغييرات خواص با اضافه كردن پسماند ها از قير 70/60 به عنوان قير پايه جهت انجام آزمايشات استفاده شد. نتايج نشان داد كه افزودن پسماند سولفوني به همراه ضايعات پليمري موجب بهبود استحكام حرارتي مي شود. به عنوان مثال با اضافه كردن ۲/۸ و ۵/۱ درصد وزني محلول سولفون و ضايعات پلي اتيلني سنگين نقطه نرمي از ۵۰ به ۵۵ درجه سانتي گراد افزايش يافت. همچنين مقادير درجه نفوذ و افت وزني به ترتيب ۶۱ و ۰/۳۴ بدست آمد كه مقادير قابل قبولي هستند. از مهمترين مزيت هاي روش جديد حذف دو ماده پسماند است كه بسيار حائز اهميت است. به طور كلي استفاده از طرح ها با پيچيدگي هاي فرآيندي كمتر منجر به كاهش هزينه دفع پسماند مي شود و گزينه هاي مناسب تري جهت مديريت پسماند محسوب مي شوند. واژه‌هاي كليدي: گوگردزدايي اكسايشي، امواج فراصوت، پسماند سولفوني، قير اصلاح شده

1397/11/29

Investigating and evaluating different process ideas for the management of sulfone waste from the oxidative desulfurization process

1/9/2020 12:00:00 AM

Abstract: The desulfurization process is always one of the most important processes in the oil and gas industry. The presence of sulfur in hydrocarbon streams, in addition to the associated problems in the refining sectors, leads to the production of hazardous gases and acid rain. Due to the stringent environmental regulations for the production of low sulfur fuels, new desulfurization processes have been proposed.The oxidative desulfurization (ODS) process is one of the new desulfurization processes for production of clean fuels. The main advantages of the ODS process in comparison with convention HDS process are mild operating conditions, no need to the hydrogen, and high reactivity of HDS recalcitrant sulfur compounds such thiophenes. Despite the benefits of ODS process, this process faces several important challenges. One of the most important challenge of this process is the management of waste which is rich of sulfone compounds. In the present study, different sulfone management strategies including hydrogenation, coking, gasification and hydrocarbon recovery have been reviewed and compared. Besides, a new strategy which is the addition of waste to the bitumen with other solid waste such as heavy polyethylene waste has been investigated. Experimental design method was applied to investigate the effect of addition of wastes to the properties of bitumen blends including degree of penetration, softening point and weight loss. To study the properties of modified bitumens, bitumen 60/70 was used as a base to add the wastes during experiments. It was found that the sulfone waste can be added to the bitumen as a softener. For example, by adding 2.5 and 1.5% by weight of sulfone solution and heavy polyethylene waste respectively, the softnening point increased from 50 to 55 ° C. Also, the degrees of penetration and weight loss were 61 and 0.34 respectively are acceptable values. The most important advantage of the new method is the removal of two waste materials, which is very important. However, the application of simple processes such as mixing the waste with bitumen can reduce the cost of waste management considerably. Keywords: Oxidative desulfurization, ultrasound waves, sulfone waste, modified bitumen