31044

گوگردزدايي از سوخت مدل با استفاده از يك جاذب معدني

كارشناسي ارشد

مهندسي شيمي- طراحي فرايند

1399

1402/11/28

سلمان موحدي راد

رضا نوروزبيگي

مهندسي شيمي، نفت و گاز

اهميت فرايند جذب و رشد تقاضا براي بكارگيري روش‌هاي تصفيه مؤثر و كم‌هزينه تمايل به استفاده از جاذب‌هاي معدني ارزان‌قيمت را افزايش داده است. در اين پژوهش، از سامانه‌هاي ناپيوسته به‌منظور حذف دي‌بنزوتيوفن از سوخت مدل به‌وسيله ورمي‌كوليت و ورمي‌كوليت اصلاح‌شده با نيتريك اسيد استفاده شد. در مرحله اول از ورمي‌كوليت به‌منظور حذف دي‌بنزوتيوفن استفاده و سپس به‌منظور افزايش ميزان ظرفيت جذب، جذب اين ديبنزوتيوفن به‌وسيله ورمي‌كوليت اصلاح‌شده با نيتريك اسيد مورد بررسي قرار گرفت. خصوصيات ورمي‌كوليت و ورمي‌كوليت اصلاح‌شده به‌وسيله آزمون‌هاي XRF، SEM، BET و FTIR انجام پذيرفت. در سامانه ناپيوسته، تأثير پارامترهاي جذب شامل زمان تماس، مقدار جاذب، غلظت اوليه بررسي شد. نتايج داده‌هاي آزمايشگاهي به‌وسيله دو مدل هم‌دما (لانگموير و فرندليچ) برازش شد و بنا به نتايج هم‌دماي جذب لانگموير براي حذف دي‌بنزوتيوفن به‌وسيله ورمي‌كوليت و ورمي‌كوليت اصلاح‌شده و هم‌دماي لانگموير و فرندوليچ براي حذف دي‌بنزوتيوفن توسط ورمي‌كوليت اصلاح‌شده، مطابقت خوبي با نتايج آزمايشگاهي را داشتند. در هر يك از حالت‌ها نيز معادله سينتيك شبه مرتبه دوم توصيف بهتري از داده‌هاي آزمايشگاهي را نشان داد. در نهايت، نتايج بررسي‌هاي سامانه‌هاي ناپيوسته نشان داد كه ورمي‌كوليت و ورمي‌كوليت اصلاح‌شده به‌عنوان جاذب‌هاي ارزان قيمت قادر به حذف دي‌بنزوتيوفن ‌مي‌باشند. در اين پژوهش مشاهده شد، ميزان حذف گوگرد در شرايط بهينه آزمايش (زمان: 3 ساعت، دما: دماي محيط،مقدار جاذب: 15. گرم) براي سوخت مدل 40 درصد است كه اين مقدار براي سوخت واقعي به 20 درصد رسيد. همچنين مقدار ظرفيت جذب گوگرد در شرايط بهينه براي سوخت مدل 6.8 ميلي گرم بر گرم محاسبه شد.

1403/04/20

Adsorptive desulfurization by an inorganic adsorbent from model fuel

2/16/2025 12:00:00 AM

Abstract: This study investigates the use of vermiculite modified with different acids as an adsorbent for the removal of dibenzothiophene (DBT), a common sulfur compound, from model fuel in a batch system. The research focuses on understanding the surface chemistry, structural characteristics, and adsorption mechanism of modified vermiculite as a DBT adsorbent. The document delves into the selection of the most appropriate kinetic and isotherm models to describe the adsorption of DBT onto the adsorbent, emphasizing the importance of understanding the adsorption equilibrium for designing and optimizing adsorption processes for fuel desulfurization. The study also presents the characterization of natural vermiculite (NV) and acid-activated vermiculite (AAV) using advanced analytical instruments, offering a comprehensive understanding crucial for their effective application. Additionally, the document highlights the need for further research to investigate the effectiveness of activated vermiculite in removing sulfur compounds from model fuel in a batch system, as well as the impact of varying operating conditions and impurities present in the fuel on the performance of acid activated vermiculite. This research contributes to the advancement of efficient and environmentally friendly methods for fuel desulfurization. The study investigates the use of vermiculite modified with different acids as an adsorbent for the removal of dibenzothiophene (DBT) from model fuel in a batch system. The research focuses on understanding the surface chemistry, structural characteristics, and adsorption mechanism of modified vermiculite as a DBT adsorbent. The adsorbents were thoroughly characterized using advanced analytical instruments. X-ray Fluorescence (XRF) analysis revealed the elemental composition, with SiO2 content of 50.92% for NV and 33.9% for AAV. UV Spectroscopy provided insights into optical properties, while BET Analysis indicated a specific surface area of 4.5073 m2/g for NV and 56.998 m2/g for AAV. FTIR identified structural and functional groups, and SEM contributed to understanding structural form. Adsorption experiments were conducted, and the sulfur adsorption capacity (q) and removal efficiency (η,%) were determined. The model fuel was prepared with an initial sulfur content of 100 ppmw, using n-decane as the solvent and introducing DBT as the sulfur compound. The meticulous fine-tuning of the sulfur concentration established a crucial baseline for investigating sulfur's influence on fuel properties. The study also delved into the adsorption equilibrium constant, thermodynamic parameters, and kinetic models, including the first-order and second-order kinetic models. The research highlights the need for further investigation into the effectiveness of activated vermiculite in removing sulfur compounds from model fuel in a batch system and the impact of varying operating conditions and impurities on its performance.

ورميكوليت , دي بنزوتيوفن , گوگردزدايي جذبي , اصلاح اسيدي

Vermiculite , dibenzothiophene , adsorptive desulfurization , Acid modification

Arefe Khosh Sokhan

Dr. Salman Movahedi Rad