جداسازي سولفون ها از يك سوخت هيدروكربني تعريف شده توسط يك سامانه استخراجي قطره منفرد

كارشناسي ارشد

تركيبي از روش¬هاي گوگردزدايي اكسيداسيوني و استخراجي به دليل راندمان بالا و شرايط عملياتي مناسب مي¬تواند جايگزيني قابل قبول براي روش¬هاي گوگردزدايي مرسوم محسوب شود. در اين مطالعه، روش گوگردزدايي اكسيداسيون/ استخراج براي حذف تركيبات گوگردي از سوخت گازوئيلي بررسي شد. سوخت گازوئيلي با ميزان گوگرد كل ppmw1550 براي مطالعات انتخاب شد. با ارزيابي سيستم¬هاي اكسيداسيوني مختلف، سيستم هيدروژن پر اكسيد- فرميك اسيد براي اكسيداسيون تركيبات گوگردي موجود در گازوئيل استفاده شد، به طوري كه ميزان گوگردزدايي و بازيابي گازوئيل پس از واكنش اكسيداسيون به ترتيب %64/20 و %38/96 بدست آمدند. براي انتخاب حلال قطبي كه تركيبات گوگردي اكسيد شده را استخراج مي¬كند سه حلال استونيتريل، دي متيل سولفوكسيد و دي متيل فرم¬آميد در نظر گرفته شدند. حلال استونيتريل به دليل دانسيته پايين و نزديك به سوخت گازوئيلي كه جداسازي آن را از سوخت مشكل¬ساز مي¬كرد، كنار گذاشته شد. بنابراين، تاثير نسبت حلال به سوخت در بازه 3-5/0 و تعداد مراحل استخراج در بازه 3-1روي ميزان گوگردزدايي و بازيابي گازوئيل براي دي متيل سولفوكسيد و دي متيل فرم¬آميد بررسي شد. با بررسي نتايج مشخص شد كه افزايش نسبت حلال به سوخت و تعداد مراحل استخراج بيشتر از 2 تاثير چنداني روي ميزان گوگردزدايي از گازوئيل نخواهد داشت ولي باعث كاهش پيوسته بازيابي گازوئيل مي¬شود. علاوه بر اين، ميزان گوگردزدايي با حلال دي متيل فرم¬آميد بيشتر از دي متيل سولفوكسيد شد ولي ميزان بازيابي گازوئيل برعكس بود. بيشترين ميزان گوگردزايي و بازيابي گازوئيل نيز به ترتيب بالاي 97 و 96 درصد بدست آمدند. در نهايت دي متيل فرم¬آميد به عنوان حلال(فاز گسسته) براي حذف تركيبات گوگردي در ستون استخراجي انتخاب شد. همچنين، ستون تك قطره به عنوان ستون استخراجي مورد مطالعه قرار گرفت. دو پارامتر قطر قطره و ارتفاع ستون به ترتيب در بازه 692/4-672/1 و 550-228 ميلي¬متر براي بررسي ميزان گوگردزدايي و رفتار فاز پراكنده در سيستم تك قطره انتخاب شدند. با انجام آزمايشات مشخص شد كه با افزايش قطر قطره و ارتفاع ستون، غلظت تركيبات گوگردي در فاز گسسته به ترتيب كاهش و افزايش مي-يابند، به طوري كه بالاترين غلظت تركيبات گوگردي در فاز گسسته ppm2800 شد. همچنين، ضريب انتقال جرم كلي و عدد شروود كلي با افزايش قطر قطره ابتدا افزايش و سپس كاهش يافتند ولي با افزايش ارتفاع ستون به صورت پيوسته كاهش پيدا كردند. ضريب انتقال جرم كلي در بازه 1/19-3/422(×〖10〗^(-5) m/s) و عدد شروود نيز در بازه 66/235-07/33 تغيير كردند. علاوه بر اين، مشاهده شد كه بازدهي سيستم تك قطره در مقايسه با سيستم¬هاي ناپيوسته با نسبت¬هاي حجمي يكسان فاز پراكنده به پيوسته به صورت موثري بالاتر بود. واژه‌هاي كليدي: گوگردزدايي، ستون تك قطره، قطر قطره، ارتفاع ستون، عدد شروود

190032

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر احمد رهبر

طراحي، شبيه سازي و كنترل فرايندها

دكتر شاهرخ شاه حسيني - دكتر محمد امين ثباتي