مروری بر کاتالیست‌های فرآیند سوپرکلاوس به منظور بازیابی گوگرد

پژوهش های کاربردی در شیمی

مقاله 2، دوره 16، شماره 2، شهریور 1401، صفحه 1-17   

نوع مقاله: مروری

شناسه دیجیتال (DOI): 10.30495/jacr.2022.1947335.2003

نویسندگان

صدیقه صادق حسنی^{* 1، 2}؛ راحله سعیدی راد³؛ الهام یعقوب‌پور⁴؛ علی چشمه‌روشن^{4، 2}؛ سپهر صدیقی^{5، 2}؛ مریم مشایخی^{4، 2}

¹مدیر گروه ساخت کاتالیست، پژوهشکده کاتالیست و نانوفناوری، پژوهشگاه صنعت نفت، تهران، ایران

²انستیتوی فراورش گاز، پژوهشگاه صنعت نفت، تهران، ایران

³پژوهشگر شیمی آلی، پژوهشکده توسعه فناوری‌های کاتالیست، پژوهشگاه صنعت نفت، تهران، ایران

⁴پژوهشگر مهندسی شیمی، پژوهشکده توسعه فناوری‌های کاتالیست، پژوهشگاه صنعت نفت، تهران، ایران

⁵استادیار مهندسی شیمی، پژوهشکده توسعه فناوری‌های کاتالیست، پژوهشگاه صنعت نفت، تهران، ایران

چکیده

هیدروژن سولفید یک فراورده فرعی در فرایندهای مربوط به سوخت­های فسیلی (مانند گاز طبیعی و نفت­خام) است. اکسایش انتخابی هیدروژن سولفید (سوپرکلاوس) در ادامه فرایند کلاوس، برای تبدیل باقی­مانده هیدروژن سولفید به گوگرد مورد استفاده قرار می­گیرد و سهم بزرگی در کنترل و کاهش گازهای آلاینده دارد. کاتالیست­های مورد استفاده در این فرایند، نقش بسیار مهمی در میزان بازده تولید گوگرد ایفا می­کنند. مواد گوناگونی به­عنوان کاتالیست برای حذف هیدروژن سولفید به­کارگرفته می­شوند. این کاتالیست‌ها ویژگی­های خاصی دارند که آن­ها را برای تبدیل هیدروژن سولفید به گوگرد متمایز می­کند. در این مطالعه انواع کاتالیست­های به­کارگرفته­شده در واحد سوپرکلاوس بررسی شده است. کاتالیست‌های مبتنی بر پایه­ شامل اکسیدهای فلزی، ترکیب­های کربنی، زئولیتی و خاک­رس، همچنین، کاتالیست­های بدون پایه­ شامل اکسید فلزها، آهن و وانادیم در اکسایش انتخابی هیدروژن سولفید به گوگرد مورد پژوهش قرار گرفته­اند.
 

کلیدواژه‌ها

سوپرکلاوس؛ هیدروژن سولفید؛ گوگرد؛ اکسایش انتخابی

مراجع

[1] Aghabozorg, H.R.; Sadegh Hassani, S.; “Removal of pollutants from environment using sorbents and nanocatalysts” in: “Advanced Environmental Analysis”, 74-89, RSC Publisher, U.K., 2016.

[2] Daraee. M.; Sadegh Hassani, S.; Iranian Chemical Engineering Journal 105, 18-31, 1398.

[3] Saeedirad, R.; Taghvaei Ganjali, S.; Bazmi, M.; Rashidi, A., Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers 82, 10-22, 2018.

[4] Daraee, M; Saeedirad, R; Rashidi, A.; Journal of Solid State Chemistry 278, 120866, 2019.

[5] Saeedirad, R.; Taghvaei Ganjali, S.;  Rashidi, A.; Bazmi, M.; ChemistrySelect. 5(1), 231-243, 2020.

[6] Saeedirad, R.; Ghasemy, E.; Rashidi, A.; Journal of Environmental Chemical Engineering 9, 1,104806, 2021.

[7] Saeedirad, R.; Rashidi, A.; Daraee, M; Bazmi, M.; Askari, S.; ChemistrySelect. 5(43), 13530-13536, 2020.

[8] Rashidi, A.; Mohammadzadeh, F.; Sadegh Hassani, S.; "Hydrodesulfurization (HDS) process based on nano-catalysts: The role of supports" in: "Nanotechnology in Oil and Gas Industries", 193-210, Springer Nature, Switzerland, 2018.

[9] Shahsavand, A.; Enferadi, A.; Iranian Chemical Engineering Journal 8, 39-50, 2009.

[10] Sadighi, S.; Mohaddesi, S.R.S.; Rashidzadeh, M.; Chem. Rev. 107, 2411-2502, 2007.

[11] Sadighi, S.; Mohaddecy, S.R.S.; Rashidzadeh, M.; Bulletin of Chemical Reaction Engineering & Catalysis 15, 465-475, 2020.

[12] Sadighi, S.; Mohaddecy, S.R.S.; Rashidzadeh, M.; Nouriasl, P.; Petroleum Chemistry 60, 321-328, 2020.

[13] Borsboom, J.; Van Nisselrooij, P.F.M.T., Patent No. EP1295848A1 2004.

[14] Terörde, R.J.A.M.; Van den Brink, P.J.; Visser, L.M.; Van Dillen, A.J.; Geus, J. W.; Catalysis Today 17, 217-224, 1993.

[15] Van Nisselrooy, P.F.M.T.; Lagas, J.A.; Catal. Today 16, 263-271, 1993.

[16] Warners, V.; WO Patent 056828 A1, 2018.

[17] Zhang, X.; Tang, Y.; Qu, S.; Da, J.; Hao, Z.; ACS Catalysis 5(2), 1053-1067,2015.

[18] Steijns, M.; Mars, P.; Journal of Catalysis 35(1), 11-17, 1974.

[19] Fang, H.B.; Zhao, J.T.; Fang, Y.T.; Huang, J.J.; Wang, Y.; Fuel. 108, 143-148, 2013.

[20] Shinkarev, V.; Kuvshinov, G.; Zagoruiko, A.; Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis. 123( 2), 625-639, 2018.

[21] Chun, S.W.; Jang, J.Y.; Park, D.W.; Woo, H.C.; Chung, J.S.; Applied Catalysis B: Environmental 16, 235-243, 1998.

[22] Uhm, J.H.; Shin, M.Y.; Zhidong, J.; Chung, J.S.; Applied Catalysis B: Environmental 22, 293-303, 1999.

[23] Park, S.E.; Ryoo, R.; Ahn, W.S.; Lee, C.W.; Chang, J.S.; "Studies in Surface Science and Catalysis", Elsevier, Amsterdam, 2003.

[24] Shin, M-Young.; Won Park, D.; Shik, C.; Catalysis Today 63(2), 405-411, 2000.

[25] Shin, M- Young.;  Applied Catalysis A: General 211(2), 213-225, 2001.

[26] Terörde, R.J.A.M.; de Jong, M.C.; Crombag, M.J.D.; van den Brink, P.J.; van Dillen, A.J.; Geus, J.W.; "Selective oxidation of hydrogen sulfdde on a sodium promoted dion oxide on silica catalyst" in "New developments in selective oxidation II", Elsevior, U.S., 1993.

[27] Bukhtiyarova, G.A.; Delii, I.V.; Sakaeva, N.S.; Kaichev, V.V.; Plyasova, L.M.; Bukhtiyarov, V.I.;  Reaction Kinetics and Catalysis Letters 92(1), 89-97, 2007.

[28] Reverberi, A-Pi.; Jaromír Klemeš, J.; Sabev Varbanov, P.; Bruno, F.; Journal of cleaner production 136, 72-80, 2016.

[29] Batygina, M. V.; Dobrynkin, N. M.; Kirichenko, O. A.; Khairulin, S. R.; Ismagilov, Z. R.; Reaction Kinetics and Catalysis Letters 48(1), 55-63, 1992.

[30] Lee, J.D.; Jun, J.H.; Park, N.K.; Ryu, S.O.; Lee, T.; Korean Journal of Chemical Engineering 22(1), 36-41, 2005.

[31] Davydov, A.A.; Marshneva, V.I.; Shepotko, M.L.;  Applied Catalysis A: General. 244(1), 93-100, 2003.

[32] Laperdrix, E.; Costentin, G.; Nguyen, N.; Studer, F.; Lavalley, J.C.;  Catalysis Today 61,149-155, 2000.

[33] Koyuncu, D.E.; Yasyerli, S.; Industrial & Engineering Chemistry Research 48(11), 5223-5229, 2009.

[34] Li, K.T.; Yen, C.S.; Shyu, N.S.; Applied Catalysis A: General 156(1), 117-130, 1997.

[35] Kersen, Ü.; Keiski, R.L.; Catalysis Communications 10(7), 1039-1042, 2009.

[36] Reyes-Carmona, Á.; Soriano, M.D.; Nieto, J.M.L.; Jones, D.J.; Jiménez-Jiménez, J.; Jiménez-López, A.; Rodríguez-Castellón, E.; Catalysis Today 210, 117-123, 2013.

[37] Li, K.T.; Huang, M.Y.; Cheng, W.D.; Industrial & Engineering Chemistry Research 35(2), 621-626, 1996.

[38] Shin, M.Y.; Park, D.W.; Chung, J.S.; Applied Catalysis B: Environmental 30(3-4), 409-419, 2001.

[39] Soriano, M.D.; Rodríguez-Castellón, E.; García-González, E.; Nieto, J.L.; Catalysis Today 238, 62-68, 2014.

[40] Soriano, M.D.; Nieto, J.L.; Ivars, F.; Concepcion, P.; Rodríguez-Castellón, E.; Catalysis Today 192(1), 28-35, 2012.

[41] Geus, J.W.; Terörde, R.J.A.M.; U.S. Patent 6919296, 2005.

[42] Terorde, R.J.A.M.; Geus, J.W.; U.S. Patent 5814293, 1998.

[43] Berben, P H.; Geus, J.W.; U.S. Patent 4818740, 1989.

[44] van den Brink, P. J.; Geus,  J.W.; U.S. Patent 5352422, 1994.

[45] Sugier, A.; Courty, Ph.; Deschamps, A.; Gruhier, H.; U.S. Patent 4277458, 1981.

[46] Li, K.T.; Huang, M.Y.; Cheng, W.D., U.S. Patent 5653953, 1997.

[47] Li, K.T.;  Ker, Y.C.; U.S. Patent 5700440, 1997.

[48] Yang, N.; Yang, Y.; Zhang, X.; An, R.; Hao, C.; Zhang, Y.;  Zhu, Y., U.S. Patent 10166531, 2019.

[49] Soriano, M.D.; Rodríguez-Castellón, E.; García-González, E.; Nieto, J.L.; Catalysis Today. 238, 62-68, 2014.

[50] Antonio, C.; Dolores S., M.; Natoli, A.; Castellón, E-R.; López Nieto, J-M. Materials 11(9), 1562, 2018.

[51] Lee, J.D.; Han, G.B.; Park, N.K.; Ryu, S.O.; Lee, T.; Journal of Industrial and Engineering Chemistry 12(1), 80-85, 2006.