مطالعه تجربي پارامتر هاي موثر در جداسازي استخراجي تركيبات سولفون دار از گازوييل بعد از گوگردزدايي به روش اكسايش

كارشناسي ارشد

چكيده با توجه اينكه بيشترين آلودگي هاي توليد شده از مصرف سوخت هاي فسيلي ناشي از تركيبات گوگرددار موجود در آن مي باشد، لذا كاهش هرچه بيشتر اين تركيبات جزء چالش هاي بزرگ صنايع نفت و گاز مي باشد. در ميان روش هاي گوگردزدايي از سوخت هاي فسيلي مايع، روش اكسايشي به علت دارا بودن محدوده عملياتي مناسب از لحاظ دما و فشار، در دهه هاي اخير توجه هاي زيادي را به خود جلب نموده است. اين روش شامل تعدادي از واحد هاي فرآيندي از جمله: واحد اكسايش، واحد جداسازي فار هيدروكربني و گوگرددار، واخد بازيابي حلال يا جاذب و نيز واحد بازيابي كاتاليست مي باشد. از جمله پارامتر هاي تاثيرگذار در روش گوگردزدايي اكسايشي/استخراجي مي توان به انتخاب كاتاليست و اكسيد كننده مناسب، انتخاب نسبت مناسب اكسيد كننده و كاتاليست به خوراك، انتخاب حلال يا جاذب مناسب جهت جداسازي، انتخاب نسبت مناسب حلال يا جاذب به خوراك اكسيد شده، تعداد مراحل استخراج يا جذب و دما و فشار عملياتي مناسب جهت رسيدن به اكسايش و استخراج بهينه و نيز پارامترهاي مرتبط با واحد هاي جانبي مانند واحد بازيابي حلال، جاذب و كاتاليست اشاره نمود. به منظور بررسي تاثير پارامتر هاي نسبت حلال به خوراك، تعداد مراحل استخراج، زمان و دما بر ميزان گوگردزدايي استخراجي و بازيابي خوراك از سوخت، گازوييل تحت شرايط مشخص توسط اكسيد كننده هيدروژن پراكسيد و كاتاليست اسيد فرميك اكسيد گرديد و در ادامه بر اساس طراحي آزمايش انجام شده بر اساس روش سطح پاسخ مبتني بر روش باكس بنكن توسط نرم افزار Design Expert Ver.7، تحت فرآيند استخراج توسط استونيتريل قرار گرفت. آناليز واريانس انجام شده منجر به ارائه يك مدل براي گوگردزدايي و بازيابي خوراك گرديد كه نشان دهنده تاثير پذيري مدل از نسبت حلال به خوراك، تعداد مراحل استخراج مي باشد. عدم تاثير چشمگير زمان بر ميزان گوگردزدايي و بازيابي خوراك نشان مي دهد بيشترين ميزان انتقال جرم قبل از 20 دقيقه رخ مي دهد و در اين زمان تقريبا دو فاز آلي و آبي به حالت تعادل نزديك شده اند. در ادامه با توجه به مدل هاي ارائه شده شرايط بهينه عملياتي براي گوگردزدايي و بازيابي خوراك به صورت نسبت حلال به خوراك برابر 1، تعداد مراحل استخراج برابر 22/3 و زمان 20 دقيقه گزارش گرديد. با توجه اينكه تعداد مراحل استخراج بايد عددي صحيح باشد، ميزان گوگردزدايي و بازيابي خوراك در مراحل استخراج 3 و 4 مقايسه و گزارش گرديدند. به منظور بررسي تاثير تغيير دما بر ميزان استخراج، در شرايط نسبت حلال به خوراك برابر 1، تعداد مراحل استخراج برابر 1، زمان 20 دقيقه در دما هاي 20، 35 و 55 درجه سانتيگراد آزمايش هايي انجام گرفت كه نشان دهنده كاهش ميزان گوگردزدايي و افزايش بازيابي خوراك با افزايش دما مي باشد. تاثير افزايش دما در شرايط عملياتي بهينه نيز مورد بررسي قرار گرفت كه از حذف تاثير افزايش دما توسط تاثير افزايش تعداد مراحل استخراج حكايت دارد. به منظور بررسي بازدهي بازيابي حلال، حلال مستعمل توسط فرآيند تقطير بازيابي گرديد و ميزان گوگردزدايي از حلال برابر و ميزان بازيابي حلال برابر گزارش گرديد. در ادامه در شرايط بهينه گوگردزدايي و بازيابي خوراك توسط حلال بازيافتي به همراه مقداري حلال make up و حلال تازه با يكديگر مقايسه گرديدند. بازيابي خوارك با استفاده از حلال بازيافتي برابر 80% و توسط حلال تازه برابر 5/72% گزارش گرديد كه نشان از بهبود بازيابي خوراك داشت. همچنين بازدهي گوگردزدايي توسط حلال بازيافتي برابر 32/96% و توسط حلال تازه برابر 53/96% گزارش گرديد كه نشان از تفاوت اندك ميان اين دو شرايط داشت. در نتيجه استفاده از حلال بازيافتي به همراه ميزان كمي حلال تازه make up در مجموع موجب بهبود فرآيند و كاهش هزينه ها خواهد شد. در شرايط مشابه سه فرآيند گوگردزدايي استخراجي، اكسايشي و اكسايشي/ استخراجي با يكديگر مقايسه گرديدند كه نتايج نشان دهنده بهبود عملكرد فرآيند اكسايشي/ استخراجي نسبت به ساير فرآيند ها بود. واژه‌هاي كليدي: استخراج تركيبات سولوفندار از گازوييل، فرآيند گوگردزدايي اكسايشي ( ODS)، بهينه سازي توسط طراحي آزمايش روش سطح پاسخ، تاثير بازيابي حلال بر ميزان استخراج،

188524

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر احمد رهبر

طراحي شبيه سازي و كنترل فرآيند ها

دكتر شاهرخ شاه حسيني