28210

مطالعه تجربي و مدلسازي جذب‌سطحي دي‌متيل‌سولفيد از ميعانات گازي مركاپتان‌زدايي شده با استفاده از كربن فعال اصلاح شده

دكتري

مهندسي شيمي

1393

1402/01/16

دكتر فرزانه فيضي

دكتر محمدرضا دهقاني

مهندسي شيمي

گوگردزدايي از فرآورده‌هاي نفتي يكي از مهم‌ترين فرآيندهايي است كه با توجه به استانداردهاي محيط‌زيستي در سال‌هاي اخير به آن توجه ويژه شده است. هدف از اين تحقيق، حذف دي‌متيل‌سولفيد از ميعانات‌گازي مركاپتان‌زدايي شده براي دستيابي به سولفورزدايي عميق است. بدين منظور، كربن فعال با منشا پوست گردو و پوست پسته به عنوان جاذب و محلول نرمال هگزان و دي‌متيل‌سولفيد با درصدوزني‌هاي مختلف را آماده كرده و جاذب‌ها با چهار يون فلزي نقره، مس(I)، مس(II) و آهن(III) به ميزان مساوي 4 درصد جرمي براي اصلاح يوني با يكديگر مقايسه شدند و كاتيون نقره انتخاب شد. كاتيون نقره با درصد وزني‌هاي مختلف به جاذب اضافه و عملكرد آن‌ها با يكديگر مقايسه شد و درصد وزني 6 درصد بهترين عملكرد را نشان داد. همچنين جاذب به دو روش ديگر و با استفاده از اسيد و مايع‌يوني اصلاح شد و روش اصلاح با يون فلزي بهترين عملكرد را در مقايسه با ساير جاذب‌ها نشان داد. جاذب انتخاب شده با روش‌هاي BET، TPD، SEM و XRD مشخصه‌يابي شد. جذب با ايزوترم‌هاي لانگمير، فرندليچ، تمكين و دوبينين-رادوشويچ و سينتيك جذب نيز با مدل‌هاي شبه درجه اول و شبه درجه دوم مدلسازي شد. مدل فرندليچ با 045/0 درصد خطاي نسبي و مدل شبه درجه اول با 99/0 ضريب رگرسيون به ترتيب مدل‌هاي برگزيده ايزوترم و سينتيك جذب شدند. همچنين نتايج تجربي جاذب با مدل دانسيته محلي ساده‌شده و پارامترهاي انرژي برهم‌كنش لنارد-جونز، اندازه حفره جاذب، سطح ويژه جاذب و پارامتر برهم‌كنش دوتايي براي اولين بار براي فاز مايع مدلسازي شد. پارامتر انرژي برهم‌كنش لنارد-جونز دي‌متيل‌سولفيد و جاذب با افزايش ظرفيت جذب‌سطحي جاذب‌ها بيشتر شد و پارامتر انرژي برهم‌كنش لنارد-جونز نرمال هگزان تقريبا ثابت باقي ماند و اختلاف اين دو پارامتر نيز با افزايش ظرفيت جذب‌سطحي جاذب‌ها بيشتر شد. جاذب خام خطاي محاسباتي mmol/g 0072/0 و خطاي نسبي % 11/14 را داشت و جاذب‌هاي اصلاح شده با كاتيون نقره و با درصد وزني 2، 4، 6، 8 و10 درصد به ترتيب خطاهاي نسبي 50/15، 70/7، 48/15، 16/16 و 09/29 درصد را داشتند. به اين ترتيب كارايي اين مدل براي جذب سطحي مايعات ثابت شده است.

1402/02/18

Experimental Study and Modeling of DimethylSulfide Adsorption from Demrcaptanized Gas Condensate Using Activated Carbon

4/4/2024 12:00:00 AM

Desulfurization of petroleum products is one of the most important processes that has received special attention in recent years due to environmental standards. The aim of this research is to remove dimethylsulfide from the mercaptanized condensate to achieve deep desulfurization of the condensate. For this purpose, activated carbon with the origin of walnut shell and pistachio shell as adsorbent and normal hexane and dimethyl sulfide solution with different weight percentages were prepared and the adsorbents were modified in three ways by using acid, ion, and ionic liquid and the modification method was selected with ion. Four ions of silver, copper (I), copper (II), and iron (III) were compared with each other for ionic modification and silver was selected. Silver ion was added to the adsorbent with different percentages by weight and their performance was compared with each other, and silver ion with 6% by weight showed the best performance. The selected adsorbent was characterized by BET, TPD, SEM, and XRD methods. Adsorption was modeled with Langmuir, Freundlich, Temkin, and Dubinin-Radushkevich isotherms, and adsorption kinetics was also modeled with pseudo-first-order and pseudo-second-order models. Freundlich model with relative error of 0.045% and pseudo-first-order model with regression coefficient of 0.99 were selected as isotherm and kinetic models, respectively. Also, the experimental results of the adsorbent were modeled with the simplified local density model and parameters of Lennard-Jones interaction energy, adsorbent pore length, adsorbent specific surface area and binary interaction parameter were modeled for the first time in the liquid phase. The Lennard-Jones interaction energy parameter of dimethyl sulfide and the adsorbent increased with the increase of the surface adsorption capacity of the adsorbents, and the Lennard-Jones interaction energy parameter of normal hexane remained almost constant, and the difference between these two parameters also increased with the increase of the surface adsorption capacity of the adsorbents. The raw adsorbent with AAD of 0.0072 mmol/g had the lowest error, and the adsorbents modified with the silver ion and with weight percentages of 2, 4, 6, 8, and 10% had errors of 0.0727, 0.0377, 0.0601, 0.0605, and 0.0634 mmol/g respectively. In this way, the effectiveness of this model for surface adsorption of liquids has been proven.

جذب سطحي , كربن فعال , دي‌متيل‌سولفيد , ايزوترم جذب , كاتيون نقره , مدل دانسيته محلي ساده شده

Adsorption , Activated Carbon , Dimethyl Sulfide , Adsorption Isotherm , Silver Ion , Simplified Local Density model

Hossein Jalilvand

Dr. Farzane Feyzi