گوگردزدايي از سيال‌هاي هيدروكربني با روش اكسيداسيون به كمك امواج مافوق صوت

دكتري

به دليل قوانين سخت¬گيرانه در خصوص ميزان گوگرد موجود در سوخت¬هاي هيدروكربني در جهان و ايران، ضرورت توسعه شيوه¬هاي گوگردزدايي نوين مطرح مي¬گردد. يكي از روش‌هاي غيرمتداول گوگردزدايي از سوخت كه از بازده مناسبي بهره¬مند است، گوگردزدايي اكسيداسيوني به كمك امواج ما¬فوق صوت مي¬باشد. از محدوديت¬هاي اصلي فرايند گوگردزدايي اكسيداسيوني مدت‌زمان طولاني واكنش است. بعد از انتخاب سيستم اكسيداسيوني آب اكسيژنه – اسيد فرميك از ميان سيستم¬هاي مختلف، پارامترهاي مؤثري چون نسبت مولي اكسيدكننده به گوگرد، نسبت مولي اسيد به گوگرد، توان مافوق صوت نسبت به حجم سوخت واكنشي و دما به روش آماري سطح پاسخ (RSM) و پارامتر زمان با آزمون¬هاي تك عاملي مورد ارزيابي قرار گرفت. بر پايه اين نتايج، بهترين شرايط گوگردزدايي اكسيداسيوني سوخت شبيه سازي شده (محلول ppmw500 دي بنزوتيوفن (DBT) در تولوئن) به كمك امواج مافوق صوت در نسبت مولي اكسيدكننده به گوگرد 7/26، نسبت مولي اسيد به گوگرد 6/74، توان مافوق صوت نسبت به حجم سوخت واكنشي W/mL 7 و دمايºC50 طي 5/10دقيقه تحت تابش امواج مافوق صوت به دست آمد كه اعمال اين شرايط منجر به بيش از %97 اكسيداسيون گوگردي شد. دست¬يابي به ميزان تبديل بيش از %95 در واكنش اكسيداسيون دي¬بنزوتيوفن در سوخت شبيه سازي شده در زمان 80 ثانيه تحت تابش امواج مافوق صوت و در شرايط بهينه به‌عنوان يكي از نوآوري¬ها تحقيق جاري ياد مي¬شود. با استفاده از نتايج بررسي¬هاي سوخت شبيه سازي شده، گوگردزدايي اكسايشي به كمك امواج مافوق صوت سوخت واقعي نفت سفيد با ميزان ppmw 2490 گوگرد، با به‌كارگيري روش آماري سطح پاسخ (RSM) موردمطالعه قرارگرفت. % 46/95 گوگردزدايي اكسيداسيوني از نفت سفيد در نسبت مولي اكسيدكننده به گوگرد 02/15، نسبت مولي اسيد به گوگرد 8/107، توان مافوق صوت نسبت به حجم سوخت واكنشي W/mL 6/7 در دماي ثابتºC50 و طي 5/10 دقيقه تحت تابش امواج مافوق صوت و بعد از يك مرحله استخراج با استونيتريل به دست آمد. پارامترهاي دما، زمان و تعداد مراحل استخراج جهت اكسيداسيون تركيبات گوگردي نفت سفيد با آزمون¬هاي تك عاملي مورد ارزيابي قرار گرفتند. همچنين مطالعه جديدي جهت كاهش هدر رفت هيدروكربني در حين انجام مراحل استخراج صورت پذيرفت. سپس بر اساس اطلاعات حاصله از بخش مطالعه سوخت واقعي، تحقيق نويني درخصوص تاثير فشار بر سيستم راكتورهاي صوتي شاخك¬دار انجام گرفت كه نشان داد افزايش فشار در سيستم شاخك مستقيم اندكي تأثير مثبت دارد. محدوده مناسب پارامترها در بخش مطالعات بررسي فشار سوخت واقعي عبارت است از فشار barg 03/0 ، توان W390 و زمان 22 دقيقه كه بعد از يك مرحله استخراج با استونيتريل به راندمان گوگردزدايي بيش از %96 رسيد.

189593

دانشگاه علم و صنعت ايران

طراحي و شبيه سازي و كنترل فرآيندها

دكتر شاهرخ شاه حسيني - دكتر محمد امين ثباتي