تصفیه کاستیک دورریز واحدهای پتروشیمی با استفاده از فرایند اکسایش هوای مرطوب

پژوهش های کاربردی در شیمی

مقاله 7، دوره 12، شماره 2، شهریور 1397، صفحه 59-67   

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

اسما مرتضویان؛ حمیدرضا مرتهب^* ؛ مرتضی مافی

تهران، پژوهشگاه شیمی و مهندسی شیمی ایران، پژوهشکده مهندسی نفت

چکیده

اکسایش هوای مرطوب، روشی کارآمد در تصفیه پساب‌های صنعتی است. در مطالعه حاضر، برای تصفیه کاستیک دورریز واحد اتیلن پتروشیمی از روش اکسایش با هوای مرطوب دمای پایین استفاده شد. پس از شناسایی ترکیب‌ها و خواص پساب موجود، فرایند موردنظر با استفاده از سامانه آزمایشگاهی با حجم واکنشگاه حدود یک لیتر و در دمای C° 200-170 با فشار جزئی اکسیژن  9-6 انجام شد. تأثیر پارامترهای مؤثر شامل حجم مایع، دما و pH فرایند موردبررسی قرار گرفت. انجام فرایند در دو حجم مایع 200 و 400 میلی‌لیتر نشان داد که اکسیژن موردنیاز سامانه در دمای C° 190 برای حجم 200 میلی‌لیتر تأمین می‌شود. همچنین، تغییر فشار جزئی اکسیژن در این حجم به دلیل وجود اکسیژن اضافی در سامانه، بر بازدهی فرایند بی‌تأثیر است. مقدار کاهش اکسیژن شیمیایی موردنیاز (COD) در دماهای 170، 190 و C° 200 پس از گذشت 3 ساعت به ترتیب برابر 61، 63 و 67 درصد تعیین شد. انجام فرایند در دمای C° 200 و pH برابر 10 یا 12 پس از گذشت سه ساعت، COD پساب را به ترتیب 69 و 82 درصد کاهش داد. برخلاف انتظار، استفاده از کاتالیست‌های همگن ⁺Fe³ و ⁺Cu² باعث بهبود چشمگیری در عملکرد فرایند نشد. همچنین، سینتیک واکنش‌های دومرحله‌ای فرایند اکسایش هوای مرطوب شامل ثابت‌های سرعت و انرژی‌های فعال‌سازی دومرحله‌ای واکنش نیز موردمطالعه قرار گرفت. 

کلیدواژه‌ها

فرایند اکسایش پیشرفته؛ اکسایش هوای مرطوب؛ کاستیک دورریز؛ تصفیه پساب

مراجع

[1] Hawari, A.; et al., J. Environ. Manage. 151, 105-112, 2015. 

[2] Kumfer, B.; Felch, C.; Maugans, C.; Phoenix, AZ, 21-23, 2010.

[3] Ketu, J., A Master thesis at department of materials engineering, Kwame Nkrumah University of Science and Technology, 2013.

[4] Ahmad, W.; A Master thesis at department of chemical and biological engineering, Chalmers University of Technology, Göteborg, Sweden, 2010.

[5] De Graaff, M.; Klok, J.B.; Bijmans, M.F.; Muyzer, G.; Janssen A.J.;  Water Res., 46(3), 723-730, 2012. 

[6] De Graaff, M.; Biological treatment of sulfidic spent caustics under haloalkaline conditions using soda lake bacteria, A Ph.D. thesis at Wageningen University, Netherlands, 2012.

[7] Sipma, J.; Svitelskaya, A.; Van der Mark, B.; Pol, L.W.; Lettinga, G.; Buisman, C.J.; Janssen, A.J.; Water Res.; 38(20), 4331–4340, 2004. 

[8] Beula, D.A., Momont, J.A.; and Copa,W.M.; US 5082571 A, 1992.

[9] Wei, Y., Wang, Y.; Xu, Z.; Xu, T.; Sep. Purif. Tech. 118, 1-5, 2013.

[10] Ichrak, Hariz; Ayed, Halleb; Nafaa, A.; Lotfi, M.; Sep. Purif. Technol. 107, 150-157, 2013.

[11] Paulino, J.F.; Alfonso, J.; Quim, Nova 35(7), 1447-1452, 2012.

[12] Zhang, J.; Zhang, B.; Tian, C.; Ye, Z.; Liu, Y.; Huang, W.; Feng, C.; Bioresour. Technol. 138, 198-203, 2013.

[13] Vepsalainen, M.; Environ. Technol. 32(11-12), 1393-1400, 2011.

[14] Nidheesh, P.; Gandhimathi, R.; Desalination 299, 1-15, 2012.

[15] Debellefontaine, H.; Chakchouk, M.; Foussard, J.N.; Tissot, D.; Striolob, P.; Environ. Pollut. 92(2), 155-164,1996.

[16] Mingming, L.; Guolin, J.; Yongjian, P.; Debin, L.; Lifeng, J.; Arab. J. Chem., 10, S769–S776, 2017. 

[17] Kolaczkowski, S.T.; Plucinski, P.; Beltran, F.J.; Rivas, F.J.; McLurgh, D.B.; Chem. Eng. J., 73(2),143-160, 1999.

[18] Debellefontaine, H.; Foussard, J.N.; Waste Manage., 20(1),15-25, 2000.

[19] Guolin, J.; Luan, M.; Chen, T.; Arab. J. Chem., 9, S1208–S1213, 2016. 

[20] Polaert, I.; Wilhelm, A.; Delmas, H.; Chem. Eng. Sci. 57(9), 1585-1590, 2002.

[21] Stüber, F.; Font, J.; Fortuny, A.; Fabregat A.; Topics in catalysis, 33(1-4),  3-50, 2005.

[22] Arena, F. ; Italiano, C.; Raneri, A.; Saja, C.; Appl. Catal. B, 99(1), 321-328, 2010.

[23] Arena, F.; Italiano, C.; Ferrante, G.D.; Trunfio, G.; Spadaro, L.; Appl. Catal. B 144, 292-299, 2014.

[24] Mohite, R.G.; Garg, A.; J. Environ. Chem. Eng. 5, 468–478, 2017. 

[25] Maugans, C.; Howdeshell, M.; De Haanupdate, S.; Hydrocarbon Processing 89(4), 61-66, 2010.

[26] Prince-Pike, A.; Wilson, D.I.; Baroutian, S.; Andrews, J.; Gapes, D.J.; Water Res.,87, 225-236,2015.

[27] Li, L.; Chen, P.; Gloyna, E.F.; AIChE J., 37(11), 1687-1697, 1991.

[28] Zou, L.Y.; Li, Y.; Hung, Y.T.; “Wet air oxidation for waste treatment” within “Handbook of environomental engineering”, Edited by: Wang, L.K.; Hung, Y.T.; Shammas. N.K.; The Humana Press Inc., Totowa, NJ, USA, 575-610, 2007.

[29] Bilwakesh, K., et al., the thermal decomposition of hydrogen peroxide vapor, DTIC Document,1968.

[30] Bishop, D.F.; Stem, G.; Fleischman, M.; Marshall, L.S.; Industrial & Eng. Chem. Process Des. and Dev., 7(1),110-117,1968.

[31] Giguère, P.A.; Liu, I.; Can. J. Chem. 35(4), 283-293, 1957.

[32] Mishra, V.S.; Mahajani, V.V.; Joshi, J.B.; Ind. Eng. Chem. Res., 34(1), 2-48, 1995.