21193

۲۱۱۹۳

مطالعه تجربي فرآيند گوگردزدايي اكسيداسيوني در حضور حلال هاي يوتكتيك عميق

كارشناسي ارشد

مهندسي شيمي

۱۳۹۵

۱۳۹۸/۳/۲۸

دكتر شاهرخ شاه حسيني

مهندسي شيمي، نفت و گاز

گوگردزدايي اكسيداسيوني از جمله روش¬هايي بوده كه امروزه براي گوگردزدايي عميق از سوخت بسيار مورد توجه قرار گرفته است. پارامترهاي متعددي مي¬توانند بر بازده فرآيند گوگردزدايي اكسيداسيوني تاثير بگذارند. امروزه، از حلال¬هاي يوتكتيك عميق به دليل خواص فيزيكي و شيميايي بسيار خوبشان در فرآيند گوگردزدايي بهره گرفته¬اند. به منظور مطالعه بيشتر و بررسي اين روش، در اين پايان¬نامه از يك حلال يوتكتيك عميق كه از مخلوط مواد اوليه پاراتولوئن سولفونيك اسيد و كولين كلرايد در دماي 85 درجه سانتي¬گراد ساخته شده است، به عنوان كاتاليست و حلال استخراج¬كننده در فرآيند گوگردزدايي اكسيداسيوني استفاده گرديد. از آب اكسيژنه به عنوان اكسيدكننده در كنار اين حلال بهره گرفته شد تا دي¬بنزوتيوفن را از سوخت مدل كه حاوي ppm 500 تركيب گوگردي مي-باشد، حذف كنند. به منظور اختلاط بيشتر و انجام بهتر واكنش، از امواج مافوق¬صوت استفاده شد. اين امواج به دليل اختلاط بالايي كه ايجاد مي¬كنند، زمان انجام واكنش براي رسيدن به گوگردزدايي مطلوب مورد نظر را از 60 دقيقه براي گوگردزدايي معمولي به 2 دقيقه كاهش دادند. زمان، مقدار اكسيدكننده و مقدار حلال به عنوان سه پارامتر مهم در اين فرآيند در نظر گرفته شده و از طريق روش سطح-پاسخ بر مبناي باكس بنكن بهينه شدند. اين مقادير بهينه براي رسيدن به ميزان 53/97 درصد گوگردزدايي عبارتند از: 168/121 ثانيه، 083/5 ميلي¬ليتر حلال و 289/0 ميلي¬ليتر اكسيدكننده. در ادامه اثر هر كدام از اين سه پارامتر بر روي ميزان گوگردزدايي بررسي شد. نتايج نشان داد كه از بين اين سه پارامتر، پارامتر اكسيدكننده بيشترين تاثير را بر روي درصد حذف تركيبات گوگردي از خود نشان مي¬دهد. در گام آخر قابليت بازيابي حلال مورد بررسي قرار گرفت و نتايج نشان داد كه حلال يوتكتيك عميق مورد استفاده در اين فرآيند به خوبي قابليت بازيابي داشته، به طوري كه در هر مرحله درصد كمي از توانايي آن در گوگردزدايي كاسته مي‌شود. واژگان كليدي فارسي: سوخت ديزل، گوگردزدايي اكسيداسيوني، حلال يوتكتيك عميق، امواج مافوق صوت، باكس-بنكن

1398/07/29

Experimental Study of Oxidative Desulfurization Process in the Presence of Deep Eutectic Solvents (DESs)

6/17/2020 12:00:00 AM

Todays, oxidative desulfurization (ODS) is one of the methods which has been widely considered for deep desulfurization of fuel. Several parameters can affect the efficiency of the ODS process. Deep eutectic solvents (DES) have been used in the desulfurization process due to their very good physical and chemical properties. In this thesis, a deep eutectic solvent made from a mixture of para-toluenesulfonic acid and choline chloride at 85 ° C, was used as both catalyst and extractant in the oxidative desulfurization process. Along with this solvent, H2O2 was utilized as the oxidant to remove dibenzothiophene (DBT) from model fuel containing 500 ppm of sulfur compounds. In order to accelerate the rate of the oxidation reaction, ultrasound (US) was used. Due to high mixing of ultrasound waves, the reaction time was reduced from 60 minutes for ODS to 2 minutes for ultrasound assisted oxidative desulfurization (UAOD). Time, DES and H2O2 volumes of were considered as three important parameters in the UAOD process and optimized by the surface response methodology (RSM) based on the Box-Behnken design (BBD). The maximum desulfurization of 97.53% was achieved at optimal condition of 121.168 s of time, 5.083 ml of DES and 0.289 ml of H2O2. The effect of each parameter on the rate of desulfurization was also investigated. The results showed that the variation of oxidant volume was more important than two other variables. In an economical point of view, the regeneration of solvent is of great importance. Therefore, the solvent was recycled and reused for desulfurization. The results showed that DES has a good recycling performance in the UAOD process. Keywords: Disel fuel, Oxidative Desulfurization, Deep Eutectic Solvent, Ultrasound, Box-Behnken Design