عنوان پایان‌نامه
بررسی حذف ترکیبات گوگردی از میعانات گازی به روش اکسداسیون نانوکاتالیستی
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی – فرآوری و انتقال گاز
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1711.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 73443;کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1711.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 73443
- تاریخ دفاع
- ۲۶ دی ۱۳۹۴
- دانشجو
- معصومه عزتی
- استاد راهنما
- شهره فاطمی
- چکیده
- در این پروژه سنتز کاتالیست Ti-MCM-4و بررسی تجربی حذف ترکیب گوگردی سنگین دی¬بنزوتیوفن از سوخت مدل نرمال دکان با غلظت ppmw 400 گوگرد به روش اکسیداسیون کاتالیستی (ODS) در حضور هیدروژن پراکسید به عنوان اکسیدان و مزوپور سیلیسی Ti-MCM-41 از خانواده M41S به عنوان جاذب کاتالیستی بررسی شده است. در مرحله اول، سنتز کاتالیست در شرایط هیدروترمال یک مرحله ای انجام شد و اثر شرایط سنتز در نمونه های Ti-MCM-41 با کمک طراحی آزمایش¬ها به روش فاکتوریل جزئی بررسی شد. بر اساس آنالیزهای XRD و سطح مخصوص بهترین نمونه کاتالیستی مشخص شد که در دمای C°110 و در مقادیر 0/01، 0/3 و 0/2 به ترتیب برای نسبت های مولی TIPT/TEOS، NaOH/TEOS و TEOS CTAB/ به دست آمد. در مرحله دوم واکنش اکسیداسیونی دی بنزوتیوفن در یک راکتور ناپیوسته انجام شد و اثر شرایط عملیاتی از جمله دمای واکنش و نسبت مولی اکسیدان به دی بنزوتیوفن در قالب طراحی آزمایش ها به روش فاکتوریل کامل بر راندمان فرایند بررسی شد. شرایط بهینه فرایندی جهت بالاترین درصد تبدیل در دمای C°55 و نسبت مولی اکسیدان به دی بنزوتیوفن 5/12 به دست آمد. جهت حذف محصولات اکسیداسیون، از حلال قطبی استونیتریل با نسبت حجمی مساوی سوخت به حلال استفاده شده است. ماکزیمم حذف دی بنزوتیوفن پس از یک ساعت واکنش و استخراج محصولات، برابر با 83% می¬باشد. در صورتی که از استونیتریل هم¬زمان در شروع فرایند استفاده شود در 20 دقیقه اول حدود %5/99 حذف دی بنزوتیوفن صورت می گیرد. به منظور بازیابی کاتالیست مذکور، چند مرحله شست و شو با متانول و 4 ساعت اعمال حرارت در دمای C°400 صورت گرفت. طی دو مرحله بازیابی به ترتیب حدود 6% و 11% کاهش در عملکرد آن مشاهده شد.
- Abstract
- Synthesis of Ti-MCM-41 catalyst and removal of dibenzothiophene (DBT) as a heavy sulfur compound with 400 ppmw sulfur content in a solution of n-decane as a model fuel was investigated, in this work. The catalytic oxidation desulfurization (ODS) reaction was performed in presence of H2O2 as oxidant and Ti-MCM-4, titano-silicate nanomesoporous material from M41S family, as a catalytic adsorbent material. Firstly, the one pot hydrothermal method was implemented to synthesize Ti-MCM-41 and the best synthesized conditions were determined using fractional factorial experimental design. The best synthesized condition on the base of XRD analysis and phase purity was determined at the synthesis condition of 110?C, TIPT/TEOS=0.01, NaOH/TEOS=0.3 and TEOS/CTAB=0.2. At the second stage, the catalytic oxidation was performed in the batch condition and the effect of operating conditions such as reaction temperature and molar ratio of oxidant/DBT was investigated by a full factorial experimental design and the optimal conditions were proposed on the base of maximum conversion of DBT. The operating conditions were optimized at 55?C and oxidant/DBT=12.5 for the studied ODS reaction. In order to remove produced sulfones from the model fuel, acetonitrile was used as a polar solvent with equal volume ratio of acetonitrile to model fuel. The maximum amount of sulfur removal at the end of oxidation reaction, after 60 min, followed by extraction was reached to 83% whereas, by simultaneously reaction and extraction, DBT removal was achieved up to 99.5% during 20min reaction. The recyclability of catalyst was investigated by washing with methanol and drying at 100?C for about 4 hours. After two reaction- regeneration cycles, approximately 6 and 11% of the catalyst performance, was reduced, respectively. Keywords: Oxidative Desulfurization (ODS), Hydrothermal synthesis, Silicate mesoporous material, Ti-MCM-41, DBT Conversion.
