20501

۲۰۵۰۱

بررسي تأثير تركيبات رقابت كننده با تركيبات گوگردي در فرايند گوگردزدايي اكسايشي، به كمك نانو كاتاليست فلزات واسطه

كارشناسي ارشد

ترموديناميك و سينتيك

۱۳۹۵-۱۳۹۸

۱۳۹۸/۰۲/۰۷

دكتر سيد مهدي علوي املشي

دكتر امين بازياري

مهندسي شيمي، نفت و گاز

با توجه به قوانين سخت گيرانه محيط زيستي، گوگردزدايي عميق از سوخت هاي فسيلي و دست¬يابي به استاندارد هاي جهاني، اهميت روز افزون يافته است. اصلي¬ترين روش گوگردزدايي از سوخت¬هاي فسيلي در صنعت، گوگردزدايي هيدروژني (HDS) است. اما به دليل شرايط دما (300-400˚C) و فشار (200-100 اتمسفر) بالا، اين روش در گوگردزدايي عميق مقرون به صرفه نيست. از ميان روش¬هاي جايگزين يا مكمل، روش گوگردزدايي اكسايشي (ODS) فرايند اميد بخشي براي گوگردزدايي عميق است كه شرايط عملياتي مناسب¬تر (دماي كمتر از 100˚C و فشار اتمسفري) و اقتصادي تري دارد؛ اما بررسي بيشتر كاتاليست و ديگر پارامترهاي موثر در ODS مورد نياز است. در اين پژوهش، كاتاليست دوفلزي MoOx-VOx/Al2O3 با استفاده از روش¬هاي تلقيح همزمان و تلقيح پيوسته ساخته شد. در ادامه، عملكرد كاتاليست¬هاي ساخته¬شده در فرايند گوگردزدايي اكسايشي مورد ارزيابي قرار گرفت. از دو نوع اكسيدكننده متفاوت TBHP و H2O2 براي فرايند ODS كاتاليستي استفاده شد. همچنين، براي بررسي اثر حلال استخراج كننده، از استونيتريل استفاده شد. حضور همزمان حلال استخراج كننده استونيتريل و اكسيدكننده TBHP ، ميزان حذف را به 48% كاهش داد. از ميان دو روش ساخت كاتاليست، روش تلقيح همزمان (99.33% حذف در 20 دقيقه) بهترين نتيجه را نشان داد. كاتاليست دوفلزي ) Co-imp(MoOx-VOx/Al2O3 همراه اكسيدكننده TBHP (tert-Butyl hydroperoxide )، بدون حلال استخراج كننده و دماي 60˚C در 30 دقيقه به حذف كامل از گوگرد دست پيدا كرد. به منظور ارزيابي بهتر عملكرد كاتاليست دوفلزي ) Co-imp(MoOx-VOx/Al2O3 در سوخت صنعتي (براي حذف گوگرد)، تأثير وجود تركيبات رقابت¬كننده در شرايط مناسب واكنشي، بررسي شد. ايندول (بين تركيبات نيتروژن¬دار) بيشترين اثر منفي در ODS را داشت كه حذف كامل گوگرد را به 60 دقيقه افزايش داد. در بين تركيب¬هاي هيدروكربني، سيكلوهگزن به عنوان نماينده گروه الفين¬ها، بيشترين تاثير منفي را در ODS داشت كه در حضور آن حذف گوگرد در 90 دقيقه كامل نشده و به 80% رسيد. پارازايلن به عنوان نماينده آروماتيك¬ها، به دليل حل¬كردن تركيبات اكسيد شده در خود، تاثير مثبت در گوگردزدايي (حذف كامل در 20 دقيقه) داشت. در حضور تركيبات هيدروكربني و گوگردي، با افزايش نسبت O/S از 5/2 به 10 ميزان حذف از 30% به 90% افزايش يافت كه نشان از رقابت تركيبات هيدروكربني در مصرف اكسيدكننده است.

1398/02/29

Investigation the effect of competitive compounds on sulfur compounds in the oxidative desulfurization process by the aid of nano-catalyst of Intermediate Metals

4/27/2019 12:00:00 AM

Due to stringent environmental regulations, deep desulfurization of fossil fuels and the achievement of global standards have become increasingly important. The main method of desulfurization of fossil fuels in the industry is Hydrogen Desulfurization (HDS). But due to operational conditions such as high temperature (300-400˚C) and the pressure (200-100 atmospheres), this method is not cost effective for deep desulfurization. Among alternative or complementary methods, oxidative desulfurization (ODS) is a promising process for deep desulfurization, which has more suitable operating conditions (less than 100˚C and atmospheric pressure) and more economical. But analyzing the catalysis and other effective parameters are needed. In this study, MoOx-VOx/Al2O3 as a bimetallic catalyst was prepared by successive-impregnation and co-impregnation methods. Subsequently, the performance of these catalysts was evaluated in the oxidative desulfurization process. Two different types of oxidizing agents, TBHP and H2O2, were used for the catalytic ODS process. To investigate the effect of extraction solvent, acetonitrile was used. Among the two methods of making the catalyst, the co-impregnation (99.33% removal in 20 minutes) showed the best result. Co-imp (MoOx-VOx/Al2O3) with TBHP oxidant, without solvent extraction at 60 ° C in 30 minutes completes removal of sulfur. In order to better evaluate the performance of Co-imp (MoOx-VOx/ Al2O3) in industrial fuel (for sulfur removal), the effect of the presence of competitive compounds in optimal reaction conditions was investigated. Indole had the most negative effect on ODS between nitrogenous compounds which increased the total removal of sulfur to 60 minutes. Among the hydrocarbon compounds, cyclohexene as the representative of the olefins group, had the most negative effect on ODS, in the presence of cyclohexene sulfur removal was not completed in 90 minutes and reached 80%. P-xylene, as an aromatic agent, had a positive effect on ODS (complete removal in 20 minutes) due to solubilization of its oxidized compounds. The simultaneous presence of acetonitrile and oxidizing agent TBHP reduced the removal rate to 48%. In the presence of hydrocarbon and sulfur compounds, with an increase in the ratio of O/S from 2/5 to 10, the removal rate increased from 30% to 90%, indicating the competition of hydrocarbon compounds in oxidant.