بررسی گوگردزدایی اکسایشی میعانات گازی با کاتالیست پلی اکسومولیبدات

پژوهش های کاربردی در شیمی

مقاله 3، دوره 15، شماره 4، اسفند 1400، صفحه 30-43   

نوع مقاله: پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.30495/jacr.2022.687730

نویسندگان

زهره طاهرخانی^{* 1}؛ محمدحسن قطمیر²؛ محمود انداچه³

¹استادیار گروه پژوهشی طراحی فرایندهای شیمیایی، جهاد دانشگاهی، دانشکده فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

²کارشناس شیمی دانشکده شیمی، واحد امیدیه، دانشگاه آزاد اسلامی، امیدیه، ایران

³دانشجوی دکترا دانشکده شیمی، پردیس البرز، دانشگاه تهران، تهران، ایران

چکیده

       وجود ترکیب ­های گوگردی در میعانات گازی یکی از معضل­ های موجود در زمینه سوخت است. در این پژوهش، فرایند گوگردزدایی اکسایشی ((ODS میعانات گازی با کاتالیست پلی­ اکسومولیبدات به­ طور کامل مطالعه شد. کاتالیست با روشی ساده تهیه و با روش­ های FTIR و BET شناسایی شد. فعالیت کاتالیستی نمونه تهیه­ شده در بازده فرایند گوگردزدایی اکسایشی (ODS) میعانات گازی با گوگرد اولیه ppm3780 در حضور اکسیدکننده آب اکسیژنه بررسی و تاثیر مقدار کاتالیست، عامل اکسیدکننده و عامل­ های عملیاتی شامل دما، زمان و نوع حلال استخراجی و نیز عامل اثربخشی مطالعه شد. بیشترین مقدار حذف برابر با 97_/4 % و عامل اثربخشی 8/11در شرایط بهینه مقدار کاتالیست 0/02 درصد وزنی نسبت به میعانات، مقدار عامل اکسیدکننده آب اکسیژنه (50 %) 6_/64 درصد وزنی نسبت به میعانات، دمای °C70 و زمان 3 ساعت و استخراج با حلال دی­ متیل فرمامید به­ دست آمده و مقدار گوگرد نهایی از ppm3780 به ppm100 کاهش یافت. نتیجه ­ها نشان داد با افزایش دما و مقدار کاتالیست، بازده جداسازی گوگرد ابتدا افزایش و سپس کاهش می ­یابد. در حالی که تاثیر زمان بر بازده جداسازی روند افزایشی دارد. همچنین، سینتیک و سازوکار واکنش موردبحث قرار گرفت و میانگین ثابت سرعت گوگردزدایی ODS برابر با min^-1  0/022 به­ دست آمد.

کلیدواژه‌ها

گوگردزدایی اکسایشی؛ میعانات گازی؛ کاتالیست؛ پلی‌اکسومتالات

مراجع

[1] Lei, W.; Wenya, W.; Mominou, N.; Liu, L.; Li, S.; Appl. Catal. B 193, 180–188, 2016.

[2] Campos-Martin, J.M.; Capel-Sanchez, M.C.; Fierro, J.L.G.; Green Chem. 6, 557–562, 2004.

[3] Mondal, S.; Hangun-Balkir, Y.; Alexandrova, L.; Link, D.; Howard, B.; Zandhuis, P.; Catal. Today. 116, 554–561, 2016.

[4] Triantafyllidis, S.K.; Deliyanni, E.A.; Chem. Eng. J. 236, 406–414, 2014.

[5] Mei, H.; Mei, B.W.; Yen, T.F.; Fuel 82, 405–414, 2003.

[6] Skof, E.R.; England, D.C.; Hydrocarb. Eng. 12, 5, 2007.

[7] Song, C.; Ma, X.; Appl. Catal. B. 41, 207-238, 2003.

[8] Huitema, E.M.; Schwietert, D.; Mandel, J.R.; Nagatsuka, S.; “Worldwide fuel charter: Gasoline and diesel fuel, 6^th edition”, Worldwide Fuel Charter Committee, 2019.

[9] “Atmospheric distillation petroleum products - Test method”, ISIRI 6261, 2003.

[10] Li, F.; Liu, R.; Wen, J.; Zhao, D.; Sun, Z.; Liu, Y.; Green Chem. 11, 883–888, 2009.

[11] Kong, L.; Li, G.; Wang, X.; Wu, B.; Energy Fuels 20, 896−902, 2006.

[12] Mei, H.; Mei, B.W.; Yen, T.F.; Fuel 82, 405-414, 2003.

[13] Dai, Y.; Yutai, Q.; Fuel Process. Technol. 89, 927-932, 2008.

[14] Lü, H.; Ren, W.; Liao, W.; Chen, W.; Li, Y.; Suo, Z.; Appl. Catal. B 138-139, 79-83, 2013.

[15] Gatan, R.; Barger, P.; Gembicki, V.; Prepr. Pap.-Am. Chem. Soc., Div. Fuel Chem. 49, 577-579, 2004.

[16] Zhang, M.; Zhu, W.; Xun, S.; Li, H.; Gu, Q.; Zhao, Z.; Wang, Q.; Chem. Eng. J. 220, 328-336, 2013.

[17] Zhang, L.; Wang, J.; Sun, Y.; Jiang, B.; Yang, H.; Chem. Eng. J. 328, 445-453, 2017.

[18] Zhang, H,X,; Gao, J.J.; Meng, H.;  Lu, Y.Z.;  Li, C.X.; Ind. Eng. Chem. Res. 51, 4868-4874, 2012.

[19] Jia, Y.; Li, G.; Ning, G.; Fuel Process. Technol. 92, 106-111, 2011.

[20] Polikarpova, P.; Akopyan, A.; Shigapova, A.; Glotov, A.; Anisimov, A.; Karakhanov, E.; Energy Fuels 32, 10898−10903, 2018.

[21] Andevary, H.H.; Akbari, M.; Omidkhah, M.R.; Fuel Process. Technol. 185, 8−17, 2019.

[22] Trakarnpruk, W.; Rujiraworawut, K.; Fuel Process. Technol. 90, 411–414, 2009.

[23] Mirante, F.; Dias, L.; Silva, M.; Ribeiro, S.O.; Corvo, M.C.; de Castro, B.; Granadeiro, C.M.; Balula, S.S.; Catal Commun. 104, 1–8, 2018.

[24] Ribeiro, S.O.; Granadeiro, C.M.; Almeida, P.L.; Pires, J.; Capel-Sanchez, M.C.; Campos-Martin, J.M.; Gago, S.; Castro, B.; Balula, S.S.; Catal. Today 333, 226-236, 2019.

[25] Hossain, M.N.; Park, H.C.; Choi, H.S.; Catalysts 9, 229-241, 2019.

[26] Meyers, R.A.; “Handbook of Petroleum Refining Processes”, MC Graw-Hill, USA, 1996.

[27] Rezvani, M.A.; Asli, M.A.; Khandan, S.; Mousavi, H.; Aghbolagh, Z.S.; Chem. Eng. J. 312, 243-251, 2017.

[28] Sobati, M.A.; Dehkordi, A.M.; Shahrokhi, M.; Chem. Eng. Technol. 33, 1515–1524, 2010

[29] Deltcheff, C.L.; Fournier, M.; Franck, R.; Thouvenot, R.; Inorg. Chem. 22, 207–216, 1983.

[30] Silva, M.J.; Santos, L.F.; J. Appl. Chem. 147945, 1-7, 2013.

[31] Mokhtari, B.; Akbari, A.; Omidkhah, M.; Energy Fuels 33, 7276-7286, 2019.

[32] Zhu, W.; Wu, P.; Yang, L.; Chang, Y.; Chao, Y.; Li, H.; Jiang, Y.; Jiang, W.; Xun, S.; Chem. Eng. J. 229, 250−256, 2013.

[33] García-Gutiérrez, J.L.; Fuentes, G.A.; Hernández-Terán, M.E.; García, P.; Murrieta-Guevara, F.; Jiménez-Cruz, F.; Appl. Catal. A 334, 366−373, 2008.

[34] Liu, Y.Y.; Leus, K.; Sun, Z.; Li, X.; Depauw, H.; Wang, A.; Zhang, J.; Van Der Voort, P. Micropore Mesoporous Mater. 277, 245−252, 2019,

[35] Teimouri, A.; Mahmoudsalehi, M.; Salavati, H.; Int. J. Hydrogen Energy 43, 14816-14833, 2018.