گوگردزدایی اکسنده ی کاتالیستی از سوخت های دیزلی با استفاده از هوا در رویکردی دو مرحله ای

قیمت: 41,000 تومان

دانلود رایگان مقاله

خرید ترجمه مقاله

عنوان فارسی

گوگردزدایی اکسنده ی کاتالیستی از سوخت های دیزلی با استفاده از هوا در رویکردی دو مرحله ای

عنوان لاتین

Catalytic Oxidative Desulfurization of Diesel Fuels Using Air in a Two- Step Approach

این مطالعه، روشی جدید برای گوگردزدایی از سوخت ارائه می کند که روش دو مرحله بوده و هوا به عنوان عامل اکسنده استفاده شده تا هیدروپروکساید از آروماتیک های درون سوخت دیزل به صورت درجا تولید شود و سپس ترکیبات گوگردی با هیدروپروکساید اکسید شده و ب سولفون ها تبدیل شود. کاتالیستی های پایه CuO توده ای برای اکسیداسیون سوخت های دیزل واقعی و جانشین بررسی شده است (تا از هیدروپروکسایدها به صورت درجا با استفاده از هوا تولید شود). در میان توده های و ، توده ی CuO/Al2O3، بیشترنی تبدیل را داشته اما بیشترین بازدهی و انتخاب پذیری برای هیدروپروکساید بر روی کاتالیست توده ی CuO برای اکسیداسیون هوا در فاز مایع ایزوپروپیل بنزن به دست آمده است. کاهش برنامه ریزی شده با دما-H2 (H2-TPR) حضور فاز پخشی CuO بر روی کاتالیست های پشتیبان با CuO توده ای (به عنوان فاز غالب) بر روی کاتالیست پشتیبان نشده نشان داده شده است. سه سوخت دیزلی واقعی برای اکسیداسیون هوای فاز مایع در دمای 120 درجه در حضور کاتالیست توده ی CuO سنجش شده که سطح مختلفی از تولید هیدروپروکسایدها را نشان می دهد. این مورد با مطالعاتی که بر روی ترکیبات آروماتیک مدل اجام شده موافق بوده که سطوح مختلفی از تشکیل هیدروپراکساید را با ترتیب زیر نشان داده است: ایزوپروپیل بنزن > سیکلوهگزان بنزن ~ سیس-بوتیل بنزن >> ایزوپروپیل نفتالن. در هنگام مرحله دوم فرآیند، هیدروپروکساید در سوت دیزل واقعی تشکیل شده که به عنوان عامل اکسنده برای اکسیداسیون ترکیبات گوگرد بر روی کاتالیست های MoO3 پشتیبانی شده با Al2O3 و SiO2 سنجیده شده است. کاتالیست با فعالیت و انتخاب پذیری بیشتری برای اکسیداسیون 4و6-دی متیل دی بنزو تیو فن در سوخت دیزل با غلظت کل ppmw 41 بود. در دمای 40 درجه سانتی گراد، 90 درصد از ترکیبات گوگردی در دیزل در عامل اکسنده به نسبت مولی گوگرد 25 اکسید شد. انتخاب پذیری (درصد سولفون تولید شده) / (درصد پروکسید مصرف شده)، انتخاب پذیری 82 درصدی بر روی کاتالیست و تنها 43 درصد بر روی کاتالیست تحت شرایط مشابه نشان داد. کاتالیست هایی با تغییر مقدار بر روی پشتیبان ها، با روش های آنالیز XRD و H2-TPR مشخصه یابی شدند. نتایج نشان داد که کاتالیست پایه ، برهمکنش ضعیفی با پشتیبان دارد که ممکن است برای اکسیداسیون گوگرد بیشتر ترجیح داده شود.

This study presents a novel approach to fuel desulfurization in two steps where air is used as oxidant for the in situ generation of hydroperoxides from aromatics in diesel fuel and then the sulfur compounds are oxidized by the hydroperoxides to sulfones. Bulk and supported CuO based catalysts were examined for oxidation of surrogate and real diesel fuels for generation of hydroperoxides in situ using air. Among bulk CuO, CuO/Al2O3, CuO/SiO2, CuO/TiO2, and CuO-ZnO/Al2O3 tested, CuO/ Al2O3 gave the highest conversion, but the highest yield and selectivity for hydroperoxide was obtained on bulk CuO catalyst for liquid phase air oxidation of isopropylbenzene. H2-Temperature programmed reduction (H2-TPR) revealed the presence of dispersed CuO phase on supported catalysts with bulk CuO as the dominant phase on the unsupported catalyst. Three real diesel fuels were tested for liquid phase air oxidation at 120 °C in the presence of bulk CuO catalyst which revealed different levels of hydroperoxides generation. This was consistent with model aromatic compound study which showed different levels of hydroperoxide formation in the order of isopropylbenzene > cyclohexylbenzene ≈ sec-butylbenzene ≫ isopropylnaphthalene. As the second step of the process, the hydroperoxides formed in the real diesel fuel were then tested as oxidant for oxidation of sulfur compounds over Al2O3 and SiO2 supported MoO3 catalysts. MoO3/SiO2 catalyst was more effective with higher activity and selectivity for oxidation of 4,6-dimethyldibenzothiophene in diesel fuel with a total S concentration of 41 ppmw. At 40 °C, 90% of sulfur compounds in diesel were oxidized at oxidant to sulfur molar ratio of 25. Selectivity ((% of sulfone produced)/(% of peroxide consumed)) measurement revealed 82% selectivity over MoO3/SiO2 catalyst and only 43% over MoO3/Al2O3 catalyst under similar conditions. Catalysts with varying MoO3 loadings on both supports were characterized by XRD and H2- TPR methods. The results show that MoO3 based catalysts which have a weak interaction with the support might be more preferred for sulfur oxidation.