20729

۲۰۷۲۹

ساخت و بررسي كاتاليست هاي نانوساختار برمبناي اكسيد فلزات واسطه براي اكسيداسيون تركيبات گوگردي مقاوم سوخت هاي هيدروكربني مايع

كارشناسي ارشد

مهندسي شيمي

۱۳۹۷

۱۳۹۷/۱۲/۲۱

دكتر امين بازياري - دكتر سيد مهدي علوي

مهندسي شيمي، نفت و گاز

مطابق استانداردهاي بين المللي، گوگرد موجود در سوخت هاي مورد استفاده در صنعت حمل و نقل به عنوان يكي از مهم ترين منابع آلايندگي، بايد به حدود ppmw 10 تا سال 2010 كاهش مي يافت. علت اصلي نياز به توليد سوخت با مقادير گوگرد بسيار كم در پالايشگاه‌هاي نفت، مشكلات زيست محيطي نظير آلودگي هوا و بارش باران‌هاي اسيدي و مضرات حاصل از آلايندگي‌هاي اين سوخت‌ها براي سلامت انسان است. روش گوگردزدايي اكسايشي به عنوان مكملي براي روش گوگردزدايي هيدروژني مطرح مي‌گردد، كه در اين روش تركيباتي كه به سختي گوگردزدايي مي‌شدند را مي‌توان تحت شرايط عملياتي ساده‌تري (دما و فشار پايين) گوگردزدايي كرد. در اين تحقيق عملكرد كاتاليست هاي تنگستن-واناديوم بر پايه ي آلومينا با درصدهاي وزني مختلف تنگستن و واناديوم كه به روش تلقيح تر تهيه گرديد، در فرآيند گوگردزدايي اكسايشي مورد بررسي قرار گرفت. پارامترهاي مختلف مانند دماي واكنش، مقدار كاتاليست، نسبت مولي O/S، حضور تركيبات رقابت كننده آروماتيكي، نيتروژن دار و اوليفيني نيز بررسي شد. در ميان كاتاليست هاي ساخته شده، كاتاليست حاوي 3 درصد وزني واناديوم در كنار 17 درصد وزني تنگستن بيشترين ميزان تبديل دي بنزوتيوفن را از خود نشان داد و توانست در دماي Cͦ 80، نسبت جرمي سوخت مدل كه حاوي ppmw500 گوگرد در نرمال هگزادكان به كاتاليست برابر 100 و نسبت مولي O/S برابر 5، در مدت زمان 5 دقيقه به ميزان تبديل 100 درصد دست يابد. كاهش دماي واكنش سبب كاهش انرژي فعالسازي و در نتيجه كاهش درصد گوگردزدايي شده است. حضور تركيبات رقابتي نيز سبب كاهش تبديل دي بنزوتيوفن به 87% ،%84 و %71 به ترتيب در حضور كوئينولين، ايندول و سيكلوهگزن شده است. از ﺗﮑﻨﯿﮏﻫﺎي ﺗﺒﺪﯾﻞ ﻓﻮرﯾﻪ ﻣﺎدون ﻗﺮﻣﺰ (FTIR)، ﭘﺮاش اﺷﻌﻪ اﯾﮑﺲ(XRD) ، ﺟﺬب و دفع نيتروژن (N2 adsorption-desorption)و ﻣﯿﮑﺮوﺳﮑﻮپ اﻟﮑﺘﺮوني روﺑﺸﯽ انتشار ميداني (FESEM) ﺑﺮاي ﺗﻌﯿﯿﻦ ﻣﺸﺨﺼﻪ و ﺟﺴﺘﺠﻮي راﺑﻄﻪ ﺳﺎﺧﺘﺎر-ﻋﻤﻠﮑﺮد اﯾﻦ ﻧﺎﻧﻮﺳﺎﺧﺘﺎرﻫﺎ اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪ.

1398/03/25

Synthesis and study of nanostructured transition metal oxide catalysts for oxidative desulfurization (ODS) of refractory sulfur compounds of liquid hydrocarbon fuels

6/15/2019 12:00:00 AM

According to international standards, the sulfur of fuels used in the transport sector, as one of the most important sources of pollution, should be reduced to around 10 ppmw by 2010. The main reason for ultra-deep desulfurization is environmental problems such as air pollution, acid rain, and the concerns for human health. Oxidative desulfurization (ODS) is a supplement to the hydrodesulfurization (HDS) process. In Oxidative desulfurization process, desulfurization of refractory sulfur compounds was carried out under mild operation conditions (low temperature and low pressure). In this study, the performance of catalytic oxidative desulfurization was considered using tungsten-vanadium catalysts supported on alumina with different compositions of tungsten (W) and vanadium (V), which were synthesized by incipient wetness impregnation. The effects of different reaction parameters including reaction temperature, reaction time, the amount of catalyst, the molar ratio of O/S, and aromatic, nitrogen, as well as olefins competetive coumponds were investigated. The conversion of DBT for 3wt.% V-17wt.% W, as the best catalyst, was reached 100% at the temperature of 80℃, mass ratio of model fuel/catalyst=100, molar ratio of O/S=5, and reaction time=5 min. Reducing the reaction temperature reduces the activation energy and thus reduces the percentage of desulfurization. The presence of competitive compounds also reduced the conversion of desulfurization to 87%, 84% and 71%, in the presence of quinoline, indole and cyclohexene, respectively. The catalysts were characterized by the FTIR, XRD, N2 adsorption-desorption, and FESEM. The data helps explaining the satisfactory catalytic performance.