شناسایی و بررسی عامل‎های موثر برای کاتالیست‌های آلومینای کلاوس در پالایشگاه‌های ایران

پژوهش های کاربردی در شیمی

دوره 14، شماره 2، شهریور 1399، صفحه 47-56   

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

مریم صفائی^{* 1}؛ اکبر ایراندخت²

¹استادیار مهندسی مواد، پژوهشکده توسعه فناوری‌های کاتالیست، پژوهشگاه صنعت نفت، تهران، ایران

²استادیار مهندسی شیمی، پژوهشکده توسعه فناوری‌های کاتالیست، پژوهشگاه صنعت نفت، تهران، ایران

چکیده

فرایند کلاوس به دلیل کاهش روزافزون ذخایر هیدروکربنی شیرین و افزایش استخراج  نفت و گاز از مخازن ترش، مبنای فرایند صدها واحد بازیافت گوگرد در سطح جهان است. انتخاب مناسب و پیش‌بینی عملکرد کاتالیست آلومینای کلاوس با توجه به تنوع در سازندگان و مصرف بالای این نوع کاتالیست، یک مسئله مهم برای پالایشگاه‌ها در بازدهی فرایندکلاوس است. در این مقاله، کاتالیست‌ها تهیه و ویژگی فیزیکی، شیمیایی و ریزساختاری آن با استفاده از روش‌های پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی، جذب نیتروژن و جیوه، مقاومت مکانیکی و غیره مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به نتایج، حضور فازهای آلومینای فعال و ناخالصی سدیم تا ppm 2500، عدم حضور فاز بوهمیت و ناخالصی‌های دیگر مانند سیلیکا و آهن اکسید، توزیع مناسب از حجم حفره‎ها ریز و درشت برای افزایش مکان‌های سطح فعال و دسترسی آزاد به منطقه واکنش از ویژگی‌های مهم بشمار می‌آید که منجر به عمر طولانی‌تر کاتالیست می‌شود. همچنین، مقاومت سایشی و مکانیکی بالا با حفظ توزیع مناسب حجم حفره‎ها و چگالی پایین مشخصه‌های مهم در انتخاب کاتالیست هستند. کاتالیست‌های با ساختارنانو ویژگی مناسب‌تری دارند.

کلیدواژه‌ها

کاتالیست؛ آلومینا؛ بازیافت گوگرد؛ ویژگی سطحی؛ نانوساختار

مراجع

[1] Ertl, G.; Knozinger, H.; Weitkamp, J.; "Handbook of Heterogeneous Catalysis", Wiley-VCH, Weinheim, 2609-2623, 2008.
[2] Bahadori, A.; "Natural Gas Processing", Elsevier, 519-546, 2014.
[3] Zagoruiko, A.N.; Shinkarev V.V.; Vanag S.V.; Bukhtiyarova G.A.; Catal. Ind. 2, 343-352, 2010.
[4] Flowers, J.; Chow, T.; Wong, V.; Sulphur 333, 42-58, 2011.
[5] Torralvo, F.A.; Pereira, C.F.; Piqueras, O.F.; I.G.C.C. Technol. 14, 465-494, 2017.
[6] Gupta, A.K.; Ibrahim, S.;  Shoaibi, A.A.L Prog. Energ. Combust. Sci. 54, 65-92, 2016.
[7] Downing, J.C.; Goodboy, K.P.; "Alumina Chemicals:Science and Technology Handbook", American Ceramic Society, Westerville, Ohio, 273-281, 1990.
[8] Tong, S.; Lana, I.G.D.; Converter, K.T.; Ind. Eng. Chem. Res. 36, 4087-4093, 1997.
[9] Laperdrix, E.; Sahibed-dine, A.; Costentin, G.; Saur, O.; Bensitel, M.; Nedez, C.; Mohamed Saad, A.B.; Lavalley, J.C.; Appl. Catal. B: Envir. 26, 71-80, 2000.
[10] Clark, P.D.; Dowling, N.I.; Huang, M.; Appl. Catal. B: Envir. 31, 107-112, 2001.
[11] Clark, P.D.; Dowling, N.I.; Huang, M.; Appl. Catal. A: Gen. 343,104-108, 2008.
[12] Clark, P.D.; Dowling, N.I.; Huang, M.; Appl. Catal. A: Gen. 489, 111-116, 2015.
[13] Al-Shafei1, M.A.; Al-Asseel, A.K.; Adab, A.M.; Al-Jama, H.A.; Al-Tuwailib, A.A.; Shen, S.X.; J. Mater. Sci. Res.; 5, 22-33, 2016.
[14] Yue, Y.; Zhao, X.; Hua, W.; Gao, Z.; Appl. Catal. B: Envir. 46, 561-572, 2003.
[15] Dashti Ardakani, M.; 14th Intl. Oil, Gas & Petrochemical Congress, Tehran, 2010.
[16] Wieckowska, J.; Pietraszkiewicz, W.; Intl. Ash Utilization Symposium, Lexington, Kentucky, 2001.
[17] Li, W.; Diyong, W.; Shudong, W.; Quan, Y.; J. Envir. Sci. 20, 436-440, 2008.
[18] Samea, A.; Fattah,  A.; Eddeen, S., Fateen, K., Mai, M.K.; Chem. Eng. Res. Des. 112, 78-87, 2016.
[19] Selim, H.; Gupta, A.K.; Appl. Energy 104, 772-776, 2013.
[20] Lavery, C.B.; Marrugo-Hernandez, J.J.; Sui, R.;  Dowling, N.I.;  Marriott, R.A.; Fuel 238, 385-393, 2019.
[21] Chardonneaua, M., Ibrahim, S., Gupta, A.K.; AlShoaibi, A.; Energy Procedia 75, 3071-3075, 2015.
[22] Kalinkin, P.N.; Kovalenko, O.N.; Platonov, O.I.; Catal. Ind. 3, 183-188, 2011.
[23] Busca, G.; Advances in Catal. 57, 319–404, 2014.
[24] Jiménez, J.A.; Fillali, L.; Andrés, S.L.; Padilla, I.; Delgado, A.L.; Int. J. Appl. Ceram. Technol. 12, E178–E186, 2015.
[25] Safaei, M.; J. Aust. Ceram. Soc. 53, 485–490, 2017.
[26] Clark, P.D.; Dowling, N.I.; Huang, O.O.; Butlin, G.D.; Hou, R.; SKijlstra, W.; Appl. Catal. A: Gen. 235, 61-69, 2002.
[27] Larraz, R.; Chem. Eng. J. 86, 309–317, 2002.
[28] Pineda, M., and Palacios, J.M.; Appl. Catal. A: Gen. 158, 307-321, 1997.
[29] Carniglia, S.C.; Appl. Catal. 14, 343-360, 1985.
[30] George, Z.M.; Can. J. Chem. Eng. 56, 711-715, 1978.
[31] Zarenejad, B.; Ind. Eng. Chem. 15, 143-147, 2009.
[32] Tong, S.; Lana, I.G.D.; Ind. Eng. Chem. Res. 36, 4087-409, 1997.