إزالة الكبريت من وقود ديزل البصرة عن طريق الاستحلاب – عمليات الامتزاز

المؤلفون

  • علي غفران خضر Energy and Industrial Services Department, North Gas Company, Kirkuk, Iraq
  • احمد عبد الحسين حنتوش Health, Safety and Environmental Department, South Refineries Company. Basra, Iraq
  • محمد احمد عمر Health, Safety and Environmental Department, North Gas Company, Kirkuk, Iraq

DOI:

https://doi.org/10.52716/jprs.v14i2.901

الكلمات المفتاحية:

الوقود الديزل , ازالة الكبريت , الطريقة الاحصائية RSM , عملية الاستحلاب, عملية الامتزاز

الملخص

في هذه الدراسة، تم دمج عمليتي الاستحلاب والامتزاز لازالة الكبريت من وقود الديزل لمصفى البصرة. تم تقييم مواصفات الديزل المحسن المستخرج من هاتين العمليتين والبديلة لعملية الهدرجة باستخدام العامل المحفز حيث تم تحسين خصائص الديزل باستخدام تقنية التصميم التجريبي (طريقة احصائية)RSM. تم إجراء  20  تجربة مختبرية في كل عملية.  تمت أكسدة وقود الديزل عالي الكبريت بنسبة 1.4538% نسبة وزنية من مصفى البصرة بشكل فعال باستخدام H2O2 وحمض الأسيتيك (AcOH) كعامل محفز لتقليل محتوى الكبريت إلى 1.0875% نسبة وزنية  قبل دخوله الى عملية استحلاب. تم ادخال وقود ديزل مصفى البصرة المؤكسد ذو المحتوى الكبريتي 1.0875% وزنا الى عملية الاستحلاب. تم دراسة تأثير إزالة الكبريت بواسطة الاستحلاب على وقود الديزل المؤكسد باستخدام خافض الشد السطحي ألكيل بنزين سلفونيت. تم تحقيق نسبة كبريت للديزل 0.83886% وزنا في الظروف المثلى التالية: تركيز الكيل بنزين سلفونيت 20% وزنا، درجة الحرارة 57.56 درجة مئوية ، وسرعة الخلط المتجانس 5695 دورة في الدقيقة. تم ادخال الديزل الناتج من عملية الاستحلاب  الى عملية الامتزاز باستخدام طين البنتونايت المنشط في نظام الدفعات. تم تطبيق تقنية التصميم التجريبي   (RSM)  لتحديد تأثير زمن التلامس (1-10 ساعة) وكتلة الطين (5- 20 جم / 50 مل) ودرجة الحرارة (30-100 درجة مئوية) على إزالة الكبريت. أظهرت النتائج أن محتوى الكبريت 0.57% وزنا قد تحقق في الظروف التالية: زمن الامتزاز 7.18 ساعة ودرجة الحرارة 53.3 درجة مئوية وكتلة الطين 15.24 غم / 50 مل. تمت دراسة جودة وقود الديزل بواسطة تحاليل GC وIREX .

المراجع

F. S. Mjalli, O. U. Ahmed, T. Al-Wahaibi, Y. Al-Wahaibi, and I. M. AlNashef, “Deep oxidative desulfurization of liquid fuels”, Rev. Chem. Eng., vol. 30, no. 4, pp. 337–378, 2014. https://doi.org/10.1515/revce-2014-0001.

H. Shang, H. Zhang, W. Du, and Z. Liu, “Development of microwave assisted oxidative desulfurization of petroleum oils: A review”, J. Ind. Eng. Chem., vol. 19, no. 5, pp. 1426–1432, 2013. https://doi.org/10.1016/j.jiec.2013.01.015.

A. K. Gupta, S. Ibrahim, and A. Al Shoaibi, “Advances in sulfur chemistry for treatment of acid gases”, Prog. Energy Combust. Sci., vol. 54, pp. 65–92, 2016. https://doi.org/10.1016/j.pecs.2015.11.001.

G. G. Zeelani and S. L. Pal, “A Review on Desulfurization Techniques of Liquid Fuels”, Int. J. Sci. Res., vol. 5, no. 5, pp. 2413–2419, 2016. https://doi.org/10.21275/v5i5.nov164036.

R. Abro et al., “A review of extractive desulfurization of fuel oils using ionic liquids”, RSC Adv., vol. 4, no. 67, pp. 35302–35317, 2014. https://doi.org/10.1039/c4ra03478c.

B. Saha, S. Vedachalam, and A. K. Dalai, “Review on recent advances in adsorptive desulfurization”, Fuel Process. Technol., vol. 214, no. November, p. 106685, 2021. https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2020.106685.

D. V. Wagle, H. Zhao, C. A. Deakyne, and G. A. Baker, “Quantum Chemical Evaluation of Deep Eutectic Solvents for the Extractive Desulfurization of Fuel”, ACS Sustain. Chem. Eng., vol. 6, no. 6, pp. 7525–7531, 2018. https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.8b00224.

D. N. S. Ahmed zeki, Y. M. Ali, Z. T. Abdulwahab, and A. O. Rabet, “Sulfur Reduction in Naphtha produced from Al-Qayarah Refinery Units by the Simplest Possible and Economically Feasible Methods”, J. Pet. Res. Stud., vol. 7, no. 1, pp. 38–58, 2021. https://doi.org/10.52716/jprs.v7i1.159.

A. Rajendran, T. Y. Cui, H. X. Fan, Z. F. Yang, J. Feng, and W. Y. Li, “A comprehensive review on oxidative desulfurization catalysts targeting clean energy and environment”, J. Mater. Chem. A, vol. 8, no. 5, pp. 2246–2285, 2020. https://doi.org/10.1039/c9ta12555h.

V. Chandra Srivastava, “An evaluation of desulfurization technologies for sulfur removal from liquid fuels”, RSC Adv., vol. 2, no. 3, pp. 759–783, 2012. https://doi.org/10.1039/c1ra00309g.

T. A. Saleh, “Characterization, determination and elimination technologies for sulfur from petroleum: Toward cleaner fuel and a safe environment”, Trends Environ. Anal. Chem., vol. 25, 2020. https://doi.org/10.1016/j.teac.2020.e00080.

T. Optenhostert, S. Puthenkalam, N. Stegmann, M. Steffen, and W. Schmidt, “Catalytic Hydrodesulfurization of Gaseous Fuels with Autogenously Formed Hydrogen”, Chemie-Ingenieur-Technik, vol. 93, no. 6, pp. 1028–1032, 2021. https://doi.org/10.1002/cite.202000173.

M. N. Hossain, H. C. Park, and H. S. Choi, “A comprehensive review on catalytic oxidative desulfurization of liquid fuel oil”, Catalysts, vol. 9, no. 3, pp. 1–12, 2019. https://doi.org/10.3390/catal9030229.

A. W. Bhutto, R. Abro, S. Gao, T. Abbas, X. Chen, and G. Yu, “Oxidative desulfurization of fuel oils using ionic liquids: A review”, J. Taiwan Inst. Chem. Eng., vol. 62, pp. 84–97, 2016. https://doi.org/10.1016/j.jtice.2016.01.014.

M. Ja’fari, S. L. Ebrahimi, and M. R. Khosravi-Nikou, Ultrasound-assisted oxidative desulfurization and denitrogenation of liquid hydrocarbon fuels: A critical review, vol. 40. 2018.

I. Shafiq, S. Shafique, P. Akhter, G. Abbas, A. Qurashi, and M. Hussain, “Efficient catalyst development for deep aerobic photocatalytic oxidative desulfurization: recent advances, confines, and outlooks”, Catal. Rev. - Sci. Eng., vol. 64, no. 4, pp. 789–834, 2022. https://doi.org/10.1080/01614940.2020.1864859.

S. W. Li, W. Wang, and J. S. Zhao, “Catalytic oxidation of DBT for ultra-deep desulfurization under MoO3 modified magnetic catalyst: The comparison influence on various morphologies of MoO3”, Appl. Catal. A Gen., vol. 602, no. January, 2020. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2020.117671.

J. Li, Z. Yang, S. Li, Q. Jin, and J. Zhao, “Review on oxidative desulfurization of fuel by supported heteropolyacid catalysts”, J. Ind. Eng. Chem., vol. 82, pp. 1–16, 2020. https://doi.org/10.1016/j.jiec.2019.10.020.

D. Julião et al., “A sustainable peroxophosphomolybdate/H2O2 system for the oxidative removal of organosulfur compounds from simulated and real high-sulfur diesels”, Appl. Catal. A Gen., vol. 589, no. July 2019, p. 117154, 2020. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2019.117154.

M. A. Betiha, A. M. Rabie, H. S. Ahmed, A. A. Abdelrahman, and M. F. El-Shahat, “Oxidative desulfurization using graphene and its composites for fuel containing thiophene and its derivatives: An update review”, Egypt. J. Pet., vol. 27, no. 4, pp. 715–730, 2018. https://doi.org/10.1016/j.ejpe.2017.10.006.

Y. Cao, H. Wang, R. Ding, L. Wang, Z. Liu, and B. Lv, “Highly efficient oxidative desulfurization of dibenzothiophene using Ni modified MoO3 catalyst”, Appl. Catal. A Gen., vol. 589, p. 117308, 2020. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2019.117308.

M. Ahmadian and M. Anbia, “Oxidative Desulfurization of Liquid Fuels Using Polyoxometalate-Based Catalysts: A Review”, Energy and Fuels, vol. 35, no. 13, pp. 10347–10373, 2021. https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.1c00862.

A. Haghighat Mamaghani, S. Fatemi, and M. Asgari, “Investigation of influential parameters in deep oxidative desulfurization of dibenzothiophene with hydrogen peroxide and formic acid”, Int. J. Chem. Eng., vol. 2013, 2013. https://doi.org/10.1155/2013/951045.

G. Yu, S. Lu, H. Chen, and Z. Zhu, “Oxidative desulfurization of diesel fuels with hydrogen peroxide in the presence of activated carbon and formic acid”, Energy and Fuels, vol. 19, no. 2, pp. 447–452, 2005. https://doi.org/10.1021/ef049760b.

F. Zannikos, E. Lois, and S. Stournas, “Desulfurization of petroleum fractions by oxidation and solvent extraction”, Fuel Process. Technol., vol. 42, no. 1, pp. 35–45, 1995. https://doi.org/10.1016/0378-3820(94)00104-2.

A. Akopyan, E. Eseva, P. Polikarpova, A. Kedalo, A. Vutolkina, and A. Glotov, “Deep oxidative desulfurization of fuels in the presence of Brönsted acidic polyoxometalate-based ionic liquids”, Molecules, vol. 25, no. 3, pp. 1–14, 2020. https://doi.org/10.3390/molecules25030536.

J. M. Campos-Martin, M. C. Capel-Sanchez, P. Perez-Presas, and J. L. G. Fierro, “Oxidative processes of desulfurization of liquid fuels”, J. Chem. Technol. Biotechnol., vol. 85, no. 7, pp. 879–890, 2010. https://doi.org/10.1002/jctb.2371.

J. M. Campos-Martin, M. C. Capel-Sanchez, and J. L. G. Fierro, “Highly efficient deep desulfurization of fuels by chemical oxidation”, Green Chem., vol. 6, no. 11, pp. 557–562, 2004. https://doi.org/10.1039/b409882j.

T. F. Tadros, “Emulsion Formation,Stability, and Rheology”, Emuls. Form. Stab., pp. 1–76, 2013. https://doi.org/10.1002/9783527647941.ch1.

F. S. Mjalli, W. S. Ahmed Rahma, T. Al-Wahaibi, and A. A. Al-Hashmi, “WITHDRAWN: Superior liquid fuel desulfurization through emulsification solvent extraction using polymeric-based eutectic solvents”, Chinese J. Chem. Eng., 2019. https://doi.org/10.1016/j.cjche.2019.03.033.

M. H. Ibrahim, M. Hayyan, M. A. Hashim, and A. Hayyan, “The role of ionic liquids in desulfurization of fuels: A review”, Renew. Sustain. Energy Rev., vol. 76, no. November, pp. 1534–1549, 2017. https://doi.org/10.1016/j.rser.2016.11.194.

A. G. Khidhir and A. S. Hamadi, “Central Composite Design Method for the Preparation, Stability and Properties of Water-in-Diesel Nano Emulsions”, Adv. Chem. Eng. Sci., vol. 08, no. 03, pp. 176–189, 2018. https://doi.org/10.4236/aces.2018.83012.

A. A. Ahmad and B. H. Hameed, “Effect of preparation conditions of activated carbon from bamboo waste for real textile wastewater”, J. Hazard. Mater., vol. 173, no. 1–3, pp. 487–493, 2010. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2009.08.111.

A. G. Khudhur and Z. I. Mohammed, “Statistical Model for Re-Refining of Used Lubricating Oil by Solvent Extraction and Bentonite Clay Adsorption Method”, IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng., vol. 978, no. 1, 2020. https://doi.org/10.1088/1757-899X/978/1/012027.

التنزيلات

منشور

2024-06-12

كيفية الاقتباس

(1)
Khudhur, A. G. .; Hantosh, A. A. .; Omer, M. A. . إزالة الكبريت من وقود ديزل البصرة عن طريق الاستحلاب – عمليات الامتزاز. Journal of Petroleum Research and Studies 2024, 14, 101-120.