4 شماره 66 مطالعه تجربي كارايي مايعات يوني در كاهش گوگرد بنزين نجمه فرزين نژاد 2 و 1 * اسماعيل شمس سولارى 2 على اكبر ميران بيگي 1 سيد كامران تركستاني 1 و حسين طلاچى 1- پژوهشگاه صنعت نفت گروه تجزيه و ارزيابي مواد 2- دانشگاه اصفهان دانشكده شيمي - پژوهشگاه صنعت نفت پژوهشكده پالايش نفت Farzinnejadn@ripi.ir سال بيست و يكم شماره 66 صفحه 4-42 190 چكيده در اين پژوهش يكي از روش هاي نوين گوگردزدايي از سوخت كه از سال 2001 به بعد در حال تحقيق و بررسي مي باشد مورد استفاده قرار گرفته است. گوگردزدايي از بنزين هاي داخلي و وارداتي با هدف رسيدن به سوختي با مقادير پايين گوگرد با استفاده از چند نوع مايعيوني (حلال سبز) مختلف مورد ارزيابي قرار گرفته است. با استفاده از طراحي ا زمايش و نرم افزار ا ماري متغيرهاي مو ثر بر كارايي گوگردزدايي مشخص گرديده و شرايط بهينه گوگردزدايي با كارايي بالاتر به كار گرفته شده است. در پژوهش حاضر خواص فيزيكي و شيميايي بنزين و به طور شاخص ميزان گوگرد بنزين هاي مختلف قبل و بعد از استخراج اندازه گيري گرديد. با ارزيابي نتايج به دست ا مده مشخص شد كه مايعات يوني مورد استفاده جهت حذف تركيبات گوگردي حلقوي بسيار مو ثر عمل مي نمايند. بنابراين مي توان از مايعاتيوني به عنوان روش مكمل HDS (گوگردزدايي به كمك هيدروژن) در گوگردزدايي عميق استفاده نمود. واژه هاي كليدي: مايعات يوني بنزين گوگردزدايي استخراج مايع- مايع تركيبات تيوفني حلال سبز مقدمه در سالهاي اخير گوگردزدايي از سوختهايي مانند بنزين و گازوي يل اهميت زيادي يافته است. كاهش تركيبات گوگردي به مقادير زير 0 ppm با استفاده از فرا يند متداول گوگردزدايي (HDS) 1 به سختي امكانپذير ميباشد. در فرا يند متداول گوگردزدايي تركيبات گوگردي با استفاده از گاز هيدروژن و كاتاليست متداول روش HDS (كبالت H 2 تبديل موليبدن يا نيكل موليبدن روي پايه ا لومينا) به گاز S ميگردند. در فرا يندHDS حذف تركيبات گوگردي حلقوي بنزين (دي بنزوتيوفن بنزوتيوفن تيوفن و مشتقات ا نها) و H 2 از اين تركيبات در شرايط سخت دمايي و فشاري توليد S امكانپذير است. بنابراين كاهش تركيبات گوگردي به زير 0 ppm با استفاده از فرا يند HDS نياز به تجهيزات بسيار پيشرفته صرف دقت و هزينه بسيار بالايي دارد [1-4. در همين راستا و به موازات استفاده از تكنيك HDS در پالايشگاههاي كشور استفاده از روشهاي مختلف گوگردزدايي نظير فرا يند استخراج با مايعاتيوني [5-11 روش اكسيداسيون [12-16 روشهاي جذب سطحي 1. Hydrodesulfurization
5 مطالعه تجربي كارايي مايعات... 1. Imidazolium 2. Pyridinium. Pyrolidinium 4. Phosphonium 5. X - 6. BF 4-7. PF 6-8. (CF SO 2 ) 2 N - 9. AlCl 4 - [17-19 استفاده از تركيبات بيو و زنده [20 و 21 و روشهاي ديگر در حال تحقيق و بررسي است. مايعات يوني دسته جديدي از تركيبات شيميايي با خواص و ويژگي هاي فوق العاده به منظور اجراي فرا يندهاي شيميايي مي باشند. اين تركيبات با داشتن يك كاتيون ا لي حجيم و يك ا نيون ا لي يا معدني داراي نقطه ذوب پاييني بوده و عمدتا به شكل مايع مي باشند. مهم ترين ويژگي اين تركيبات عبارت است از تغيير در خواص فيزيكي ا نها با تغيير نوع ا نيون و كاتيون. پايه كاتيوني مايعات يوني عمدتا 4 ايميدازوليوم 1 پيريدنيوم 2 پيروليدينيوم و فسفونيوم با شاخه هاي مختلف و پايه ا نيوني مايعات يوني عمدتا يون هاي هاليد 5 تترا فلورو بورات 6 هگزا فلورو فسفات 7 بيس ) تري فلوي ورو متيل سولفونيل) ايميد 8 تترا كلرو ا لومينات 9 و... ميباشد. امروزه مايعات يوني به دليل خواص فيزيكي فوق العاده نظير: غير قابل اشتعال بودن پايداري حرارتي هدايت الكتريكي بالا فشار بخار پايين قطبيت بالا قابليت استخراج با حلال هاي ا لي متداول دانسيته بالا و... به عنوان يك حلال بالقوه در فرا يندهاي شيميايي و پتروشيميايي مورد توجه قرار گرفتهاند. يكي از كاربردهاي بسيار مو ثر اين تركيبات گوگردزدايي از سوخت و كاهش تركيبات گوگردي حلقوي است. امروزه مايعات يوني به دليل عدم نياز به گاز هيدروژن كاركرد در دما و فشار پايين عمل نمودن در شرايط محيطي و از همه مهم تر سمي و ا تش گير نبودن جهت گوگردزدايي از سوخت در فرا يند استخراج مايع- مايع به عنوان يك حلال بالقوه شناخته شدهاند. كاربرد مايعات يوني به عنوان عامل سولفورزدايي از سوخت ها از سال 2001 به بعد مورد توجه قرار گرفته است. در سال 2001 بوسمن و همكارانش در ا لمان از مايعات يوني مختلف جهت حذف گوگرد از گازوي يل استفاده نمودند كه نتايج اين تحقيق نشان داد بسته به نوع كاتيون و ا نيون عملكرد مايعاتيوني متفاوت است [8. در سال 2004 ابر و همكارانش در ا لمان چند مايع يوني با شاخههاي مختلف را جهت حذف گوگرد و نيتروژن از سوخت مورد ارزيابي قرار دادند [7. در سال 2008 جيانگ و همكارانش در چين از مايعات يوني با كاتيون ايميدازوليوم و ا نيون ا لكيل فسفات جهت جداسازي تركيبات گوگردي از سوخت استفاده نمودند [5. در اين پژوهش با استفاده از بررسي مقدماتي بر روي مدل بنزيني با چهار مايع يوني انتخابي بهترين مايع يوني از نظر گوگردزدايي و قيمت جهت كاهش گوگرد بنزينهاي داخلي و وارداتي مورد ارزيابي قرار گرفته است. بخش ا زمايشگاهي مواد ا زمايشگاهي نرمال هگزان به عنوان حلال مدل بنزيني از شركت ا كروس خريداري گرديد. پنتان تيول بوتان تيول پروپان تيول بنزوتيوفن 2 -متيل تيوفن و -متيل تيوفن از شركت مرك ا لمان و تيوفن از شركت ا لفا اسر خريداري گرديده و به عنوان شاخص تركيبات گوگردي در بنزين مطابق با ASTM - D562 استفاده گرديد. به منظور بررسي كاهش گوگرد از بنزين چهار مايع يوني 1 -بوتيل- -متيل ايميدازوليوم هگزا فلورو فسفات [BMIM[PF 6 1 -بوتيل- -متيل ايميدازوليوم اكتيل [BMIM[C8 1 -بوتيل- -متيلايميدازوليوم سولفات [BMIM[AlCl 4 و -1 اكتيل- - تترا كلرو ا لومينات [OMIM[BF 4 متيل ايميدازوليوم تترا فلورو بورات نيز از شركت زيگما- ا لدريچ خريداري شد. مشخصات مواد مورد استفاده و درجه خلوص ا نها در جدول 1 ا ورده شده است. براي تحقيق حاضر در ابتدا از بنزين پالايشگاه هاي مختلف نمونه برداري انجام گرفت. همچنين بنزين هاي وارداتي كه به منظور بالا بردن عدد اكتان به بنزين هاي داخلي افزوده ميگردد جهت ارزيابي تركيبات گوگردي شاخص و بررسي حذف تركيبات گوگردي تهيه گرديد.
6 شماره 66 جدول 1 - مشخصات مواد مورد استفاده جهت گوگردزدايي درجه خلوص ( ) CAS. Number نام ماده 95< 8042-09- 1 -بوتيل- -متيل ايميدازوليوم تترا كلرو ا لومينات 97< 24419-52-0 1- اكتيل- - متيل ايميدازوليوم تترا فلورو بورات 95< 44547-58-5 1 -بوتيل- -متيل ايميدازوليوم اكتيل سولفات 97< 1741-64-5 1 -بوتيل- -متيل ايميدازوليوم هگزا فلورو فسفات خالص 197025 نرمال هگزان >99 110-02-1 تيوفن گزارش نشده 8/2088/0025 2- متيل تيوفن گزارش نشده 8/4102/0025 - متيل تيوفن گزارش نشده 8/4158/0010 1- بنزوتيوفن >98 8/41794/00 1- پنتان تيول >98 8/01587/0100 1- بوتان تيول >96 8/07529/02 1- پروپان تيول 1.Temperature Programming تجهيزات دستگاهي دستگاه فلورسانس اشعه ايكس مطابق با ASTM D2622 جهت اندازهگيري گوگرد كل قبل و بعد از استخراج استفاده شده است. دستگاه كروماتوگرافي گازي با ا شكارساز كميلومينسانس گوگردي مدل Sievers 55 با ستون كاپيلاري Sulfur Selective به طول 0 m و قطر داخلي 0/2 mm جهت رديابي برخي تركيبات گوگردي در بنزينها مورد استفاده قرار گرفته است. از روش برنامهريزى حرارتى 1 در ا ناليز GC استفاده شده است. دماي اوليه ستون دستگاه كروماتوگرافي گازي 5 C و دماي نهايي ستون 220 C با سرعت افزايش 5 C /min ميباشد. از گاز حامل He با دبى ml/min جهت ا ناليز استفاده گرديده است. روش كار: مدل بنزيني طراحى ا زمايش و ساخت راكتور شيشهاى مدل بنزيني در ابتدا براى ارزيابي چهار مايع يوني انتخابي جهت گوگردزدايي از بنزين مطابق با ASTM - D562 يك مدل بنزيني كه حاوي برخي تركيبات شاخص گوگردى در بنزين است ساخته شد. هفت تركيب گوگردي شاخص شامل بنزوتيوفن تيوفن 2- متيل تيوفن - متيل تيوفن پنتان تيول بوتان تيول و پروپان تيول در حلال نرمال هگزان با مقدار گوگرد كل ppm تهيه گرديد. اين ميزان تركيبات گوگردى در مدل بنزينى بر مبناى ميزان متفاوت تركيبات گوگردى موجود در بنزين پالايشگاههاى مختلف انتخاب گرديد كه در گستره ppm 1400 200- بهدست ا مد. براي اين منظور 0/41 گرم تيوفن 0/1886 گرم 2- متيل تيوفن 0/1972 گرم - متيل تيوفن 0/1961 گرم بنزوتيوفن 0/055 گرم پروپان تيول 0/0557 گرم بوتان تيول و 0/0584 گرم پنتان تيول همراه با نرمال هگزان براي ساخت مدل بنزيني با مقدار گوگرد كل تي وري 611 ppm مورد استفاده قرار گرفت. با استفاده از روش ASTM D2622 يا دستگاه X-ray مقدار گوگرد كل تجربي مدل بنزيني ساخته شده ppm بهدست ا مد. با توجه به اينكه تركيبات تيولي بسيار سبك و فرار ميباشند مقدار گوگرد كل بهدست ا مده توسط دستگاه X-ray بهعنوان معيار گوگرد اوليه در تمامي ا زمايشات در نظر گرفته شد.
7 مطالعه تجربي كارايي مايعات... طراحى ا زمايش امروزه بررسي متغيرهاي مو ثر بر واكنشها در فرايندهاى جداسازى بهصورتتك تك بهدلايلزيرصورتنميپذيرد : 1- بررسي متغيرها بهصورت تك تك در شرايط مختلف (مخصوصا هنگامي كه تعداد متغيرها خيلي زياد باشد) باعث افزايش تعداد ا زمايشات ميشود. 2- بررسي برهمكنش يا اثرات هر پارامتر روي پارامتر ديگر امكانپذير نيست. - نياز به صرف وقت و هزينه زيادي است كه مقرون به صرفه نميباشد. 4- اطلاعات مفيد نبوده يا به عبارتي به جواب بهينه واقعي دست نمييابيم. امروزه جهت حذف ايرادات مذكور و بهدست ا وردن جواب بهينه واقعي با صرف هزينه و وقت كمتر از نرمافزارهاي ا ماري و طراحي ا زمايش استفاده مىگردد. با استفاده از نرمافزارهاي ا ماري همانندMinitab Statistica و روشهاي ا ماري مختلف موجود در نرمافزارها بر اساس تعداد متغيرها و تعداد سطوح طراحي ا زمايشات بهمنظور رسيدن به نتيجه بهتر صورت ميگيرد. در اين پژوهش جهت حذف گوگرد از فرا ورده بنزين بهوسيله مايعاتيوني سادهتر نمودن عملكرد و حذف اثرات ماتريكس موجود در بنزين ابتدا مدل بنزيني ساخته شده و بررسيها بر روي مدل بنزيني انجام گرديد. در نهايت با بهدست ا وردن شرايط بهينه بر روي نمونههاي بنزين واقعي گوگردزدايي صورت گرفت. در ابتدا با استفاده از نرمافزار (version6) Statistica طراحي ا زمايش انجام شد. متغيرهاي مو ثر بر استخراج كه شامل زمان دما تعداد دفعات استخراج نسبت حجمي مايع يوني به بنزين و نوع مايعيوني ميباشد انتخاب گرديده و در قالب يك سيستم پنج متغيره به نرمافزار داده شد. امروزه مايعات يوني نسبت به حلالهاي متداول استخراج رايج نبوده و داراي قيمت و ارزش بالاتري هستند بنابراين بهمنظور كاهش تعداد ا زمايشات اوليه و صرف وقت و هزينه كمتر در ابتدا طراحي ا زمايش به شكل سيستم دو سطحي High و Low مورد بررسي قرار گرفت. با مطالعات انجام شده بر روي منابع تحقيقاتي دامنه متغيرهاي مختلف مطابق جدول 2 انتخاب گرديد. جدول 2 - دامنه مقادير متغيرهاي موثر بر كارايي استخراج بوسيله مايعات يوني نام متغير زمان دما تعداد دفعات استخراج نسبت حجمي مايع يوني به بنزين High (+) min C 1 : 1 =1 Low (-) 15 min 40 C 1 1 : 5 = 0/2 متغير پنجم كه در اين جدول اراي ه نشده نوع مايع يوني تجاري مي باشد. اگر بخواهيم يك سيستم دو سطحي داشته باشيم بايد هر دو نوع مايع يوني را به عنوان يك متغير سيستم دو سطحي انتخاب نماييم. به عبارتي [BMIM [C8 به عنوان يك [BMIM [PF 6 و متغير دو سطحي در يك سيستم پنج متغيره و دو مايع ([OMIM [BF 4 به [BMIM [AlCl 4 و يونى ديگر ([ عنوان يك متغير دو سطحي در يك سيستم پنج متغيره ديگر در نظر گرفته شد. همچنين اگر بخواهيم براي پنج متغير دو سطحي به صورت Full Factorial Design طراحي ا زمايش نماييم براي هر دو نوع مايعيوني = 2 5 2 ا زمايش و در كل 64 ا زمايش طراحي مي گردد كه اين تعداد ا زمايشات اوليه زياد ميباشد. بنابراين به جاي استفاده از روش Full Factorial Design از يكي از روشهاي Partial Factorial Design موجود در نرمافزار Statistica استفاده گرديد. با استفاده از اين روش براي هر دو مايع يوني = 16 5-1 2 ا زمايش و در كل 2 ا زمايش طراحي شد. ساخت راكتور شيشه اى در اين پژوهش به منظور كاهش تركيبات گوگردى با روش استخراج يك راكتور شيشه اي در مقياس ا زمايشگاهى ساخته شد. با توجه به اينكه بنزين سبك و داراى نقطه جوش پايين است جهت جلوگيرى از تبخير بنزين و امكان بررسى دما به عنوان يك متغير مو ثر در فرا يند استخراج راكتور شيشه اى دو جداره همراه با سيستم رفلاكس طراحى و ساخته شد. در راكتور شيشه اى دو جداره با عبور ا ب با دماى مشخص مى توان متغير دما را بررسى نمود و همچنين با
8 شماره 66 سوار كردن مبرد و عبور ا ب يا الكل از ا ن مىتوان از تبخير بنزين در دماى بالا جلوگيرى كرده و پيوسته هنگام استخراج سيستم را از بالا خنك نمود. بهدليل گران بودن مايعات يونى و كاهش مصرف ا ن طى هر مرحله از استخراج بايد اندازه و مقياس راكتور شيشهاى مناسب طراحى گردد بهگونهاي كه: 1- ميزان مصرف مايع يونى به حداقل برسد. 2- ميزان گوگرد در بنزين را بتوان با روشهاى موجود اندازهگيري نمود. - كف راكتور شيشهاى متناسب با اندازه مگنت انتخاب شود تا همزدن به بهترين شكل ممكن صورت پذيرد. بنابراين راكتور شيشهاى با قطر داخلى 27 mm قطر خارجى 7 mm و ارتفاع 110 mm كه داراى ورودى و خروجى ا ب است طراحى و ساخته شد. همچنين مبرد و سيستم رفلاكس با ارتفاع 00 mm و با قطر مناسب جهت قرار دادن روى راكتور شيشهاى كه داراى ورودى و خروجى براى عبور ا ب يا الكل مىباشد طراحى و ساخته شد. در شكل 1 راكتور شيشهاى و سيستم رفلاكس ساخته شده نشان داده شده است. شكل 1 - راكتور شيشهاى ساخته شده بحث و نتايج همانگونه كه در قبل ذكر گرديد با استفاده از نرمافزار Statistica طراحى ا زمايش انجام شد و ا زمايشهاي مربوطه در شرايط مختلف انجام پذيرفت. ا ناليز نتايج با استفاده از نرمافزار Statistica و همچنين روشهاي ANOVA و Pareto Chart صورت گرفت. با انجام ا زمايشات در شرايط مختلف و با استفاده از نرمافزار ا ماري Statistica شرايط بهينه به شرح زير بهدست ا مد: -1 دما: C -2 زمان: min - نسبت مايعيوني به مدل بنزيني: 1:1-4 تعداد دفعات استخراج: > 1 n با ا ناليز نتايج مشخص گرديد كه دو فاكتور و 4 فوق تا ثير بسيار زيادي در فرا يند گوگردزدايي از بنزين با مايعات يوني دارند. در جداول و 4 نتايج برخي ا زمايشات انجام شده با چهار مايع يوني مذكور در شرايط مختلف همراه با مقدار گوگرد قبل و بعد از استخراج اراي ه شده است. از بين چهار مايع يوني انتخابي [BMIM[AlCl 4 جهت گوگردزدايي از مدل بنزيني [OMIM[BF 4 در شرايط يكسان داراي كارايي و گوگردزدايي بالاتري مي باشند. به نظر مى رسد عملكرد مايعات يونى به ساختار يا نوع كاتيون و ا نيون به كار رفته وابسته است. با استفاده از نتايج به دست ا مده مشخص گرديد - AlCl 4 و BF ازدومايعيونى كه مايعاتيونىبر مبناىا نيون 4- ديگر موثرتر عمل مى نمايند. با ا ناليز نتايج ترتيب عملكرد مايعات يونى جهت گوگردزدايي به صورت زير به دست ا مد : [BMIM[AlCl 4 = [OMIM[BF 4 > [BMIM [C 8 > [BMIM [PF 6 همچنين با استفاده از نتايج به دست ا مده مى توان نتيجه گرفت كه علاوه بر نوع ا نيون نوع استخلاف و تعداد كربن قرار گرفته در قسمت كاتيوني مايع يونى نيز بر كارايي گوگردزدايى تاثيرگذار مي باشد. به عبارتى هرچه تعداد كربن استخلاف كاتيونى بيشتر باشد حلقه ايميدازول الكترون را راحت تر در اختيار حلقه تركيبات گوگردى گذاشته (برهم كنش هاى π-π راحت تر) و كارايي گوگردزدايى بالاتر [OMIM[BF 4 نسبت به است. با توجه به قيمت بالاتر [BMIM[AlCl 4 (حدود 17 برابر) و گوگردزدايي تقريبا مشابه اين دو ماده گوگردزدايي از بنزين هاي واقعي در شرايط [BMIM[AlCl 4 صورت پذيرفته است. در بهينه مذكور با [BMIM[AlCl 4 شكل 2 ميزان تا ثير مشابه دو مايع يوني [OMIM[BF 4 بر روي حذف گوگرد از مدل بنزيني با و استفاده از نرمافزار ا ماري رسم شده است.
9 مطالعه تجربي كارايي مايعات... جدول - بررسي تا ثير فاكتورهاي مختلف بر روي كارايي گوگردزدايي با استفاده از چهار نوع مايع يوني انتخابي نسبت مايع يوني به مدل بنزيني (v/v) تعداد دفعات استخراج نوع مايع يوني ميزان گوگرد اوليه ميزان گوگرد نهايي كارايي گوگردزدايي (%) 95/2 59/6 48/1 51/7 29/4 70/6 58/ 72/9 25 210 270 251 67 15 217 141 [BMIM[AlCl 4 [BMIM[AlCl 4 [BMIM[ C 8 [BMIM[ C 8 [BMIM[PF 6 [BMIM[PF 6 [OMIM[BF 4 [OMIM[BF 4 1 1 1:1 1: 5 1: 5 1: 5 1: 5 1:1 1:1 1:1 زمان (min) 15 15 دما (C ) 40 40 تركيبات نمونه جدول 4 - مقدار تركيبات گوگردي مدل بنزيني قبل و بعد از استخراج با چهار مايع يوني انتخابي - متيل تيوفن 2- متيل تيوفن تيوفن بنزوتيوفن مدل اوليه (قبل از گوگردزدايي) پنتان تيول گوگرد كل 210 25 86 210 67 15 2 144 240 101 7 167 90 198 55 166 5 224 100 9 158 89 188 57 157 8 64 17 58 84 108 468 66 55 51 280 11 2 104 47 127 10 100 119 20 12 4 21 56 25 62 19 [BMIM[AlCl 4 ا زمايش اول با [BMIM[AlCl 4 ا زمايش دوم با [BMIM[C 8 ا زمايش اول با [BMIM[C 8 ا زمايش دوم با [BMIM[PF 6 ا زمايش اول با [BMIM[PF 6 ا زمايش دوم با [OMIM[BF 4 ا زمايش اول با [OMIM[BF 4 ا زمايش دوم با [OMIM [BF 4 [BMIM [AlCl 4 و شكل 2 - ميزان تاثير نوع مايع يوني بر روي حذف گوگرد از مدل بنزيني براي دو مايع يوني
40 شماره 66 C در شرايط بهينه دماي [BMIM[AlCl 4 انتخابي زمان min و نسبت 1:1 مايع يوني به بنزين انجام پذيرفت. مقدار گوگرد كل و تركيبات گوگردي قبل و بعد از هر مرحله استخراج اندازهگيري شده و چگونگي تغييرات تركيبات گوگردي مورد ارزيابي قرار گرفت. تغييرات تركيبات گوگردي بعد از هر مرحله استخراج بر روي بنزين جايگاههاي مختلف در جدول 5 اراي ه شده است. گوگردزدايي عميق ppm) 0>) از بنزين با استفاده از مايعاتيوني مستلزم مصرف مقدار زيادي مايعات يوني و چندين بار عمل استخراج ميباشد. بنابراين بهمنظور كاهش مصرف مايعات يوني و به دليل مو ثر بودن مايعاتيوني بر روي حذف تركيبات گوگردي حلقوي ميتوان از اين روش بهعنوان يك روش كمكي و مكمل تكنيك HDS و يا تكنيكهاي گوگردزدايي ديگر استفاده نمود. تشكر و قدرداني نويسندگان اين مقاله از شركت ملي پالايش و پخش فرا وردههاي نفتي ايران و جناب ا قاي دكتر اميدخواه مدير تحقيق و توسعه اين شركت به دليل حمايت مالي اين پروژه و همكاري شايسته ايشان كمال سپاسگزاري و قدرداني را دارند. علاوه بر اندازهگيري گوگرد كل مدل بنزيني با دستگاه اشعه (GC-SCD) با استفاده از دستگاه كروماتوگرافي گازي X ميزان كاهش برخي تركيبات گوگردي مورد ارزيابي قرار گرفته است. با توجه به بررسيهاي انجام شده بر روي گوگردزدايي نمونههاي بنزين حقيقي با مايعاتيوني نتايج زير بهدست ميا يد : 1- به دليل حضور انواع تركيبات گوگردي در بنزين جايگاههاي مختلف اثر گوگردزدايي متفاوت ميباشد. 2- بيشترين تاثير مايعات يوني بر روي تركيبات گوگردي حلقوي است. - گوگردزدايي بنزيني كه داراي تركيبات گوگردي حلقوي نظير بنزوتيوفن تيوفن و مشتقات ا ن است بهوسيله مايعيوني با كارايي بالاتري صورت ميپذيرد. 4- كارايي جداسازي تركيبات گوگردي از نمونههاي حقيقي نسبت به مدل بنزيني كه تنها حاوي تركيبات گوگردي است پايينتر ميباشد. بنزين واقعي و حذف گوگرد با مايع يوني انتخابي پس از بررسي بر روي مدل بنزيني و تعيين شرايط بهينه گوگردزدايي از نمونههاي بنزين واقعي (معمولي و سوپر) با استفاده از نمونهبرداري از بنزين چندين پالايشگاه و جايگاه عرضه بنزين انجام گرديد. استخراج با مايع يوني جدول 5 - مقدار تركيبات گوگردي سه بنزين واقعي قبل و بعد از استخراج [BMIM[AlCl 4 دماي C زمان min تعداد دفعات استخراج = 1 نسبت مايع يوني به ) شرايط ا زمايش: مايع يوني مدل بنزيني = 1 1 (1 : تركيبات نمونه بنزين سوپر اروميه قبل از استخراج پنتان تيول - متيل تيوفن 19 2- متيل تيوفن 18 تيوفن 19 بنزوتيوفن 2 <1 گوگرد كل 118 91 6 10 7 <1 بنزين سوپر اروميه بعد از استخراج 1> 142 27 27 2 15 بنزين سوپر تهران قبل از استخراج 1> 1 1 11 5 بنزين سوپر تهران بعد از استخراج 1> 124 26 21 20 29 بنزين وارداتي ا ذربايجان قبل از استخراج 1> 71 14 12 9 10 بنزين وارداتي ا ذربايجان بعد از 1 بار استخراج 1> 41 7 6 4 بنزين وارداتي ا ذربايجان بعد از 2 بار استخراج 1>
41 مطالعه تجربي كارايي مايعات... [1 Huang C.P., Chen B.H., Zhang J., Liu Z.C. & Li Y.X., Desulfurization of gasoline by extraction with new ionic liquids, Energy & Fuels, Vol. 18, pp.1862-1864, 2004. [2 Kwak C., Lee J.J., Bae J.S., Choi K. & Moonm S.H., Hydrodesulfurization of DBT, 4-MDBT and 4,6-DMDBT on fluorinated COMOS/Al 2 O catalysts, App. Catal. A., Vol. 200, pp.2-242, 2000. [ Babich I.V. & Moulijn J.A., Science and technology o f novel processes for deep desulfurization of oil refinery streams, Fuel, Vol. 82, pp. 7-62, 200. [4 Min W., A unique way to make ultra low sulfur diesel, Korean.J. Chem. Eng. Vol. 19, pp.1, 2002. [5 Jiang X., Nie Y., Li C. & Wang Z., Imidazolium-based alkylphosphate ionic liquids A potential solvent for extractive desulfurization of fuel, Fuel. Vol. 87, pp. 79-84, 2008. [6 Wang J L., Zhao D.S., Zhou E.P. & Dong Z., Desulfurization of gasoline by extraction with N-alkyl-pyridiniumbased ionic liquids, Journal of fuel chemistry and technology, Vol. 5, No., pp. 29-296, 2007. [7 Eber J., Wasserscheid P. & Jess A., Deep desulfurization of oil refinery streams by extraction with ionic liquids, Green chemistry. Vol. 6, pp. 16-22, 2004. [8 Bossmann A., Datsevich L., Jess A., Lauter A., Schmitz C. & Wasserscheid P., Deep desulfurization of diesel fuel by extraction with ionic liquids, Chem. Commun. pp. 2494-2495, 2001. [9 Schmidt R., [bmim Alcl ionic liquid for deep desulfurization of real fuels,.energy & Fuels, Vol. 22, No., pp. 1774-1778, 2008. [10 Ko N H., Lee J S.,Hun E S. & Lee H., Extractive desulfurization using Fe-containing ionic liquids, Energy & Fuels, Vol. 22, No., pp. 1687-1690, 2008. [11 Nie Y., Li C., Sun A., Meng H. & Wang Z., Extractive desulfurization of gasoline using imidazolium based phosphoric ionic liquids, Energy & Fuels, Vol. 20, No. 5, pp. 208-2087, 2006. [12 Jiang X., Li H., Zhu W., He L., Shu H. & Lu J., Deep desulfurization of fuels catalyzed by surfactant type decatungstates using H 2 0 2 as oxidant, Fuel. Vol. 88, pp. 41-46, 2009. [1 Nehlsen J., Benziger J. & Kevrekidis I., Oxidation of aliphatic and aromatic sulfides using sulfuric acid, Ind. Eng.Chem.Res. Vol. 45, No. 2, pp. 518-524, 2006. [14 He L., Li H., Zhu W., Guo J., Jiang X., Lu J. & Yan Y., Deep oxidative desulfurization o f fuels using peroxophosphomolybdate catalysts in ionic liquids, Ind. Eng. Chem. Res. Vol. 47, No. 18, pp. 6890-6895, 2008. [15 Guoxian Y., Hui C., Shanxiang L. & Zhongnan Z., Deep desulfurization of diesel by catalytic oxidation, Chem. Eng.China. Vol. 1, No. 2, pp.162-166, 2007. [16 Shun Z. D., Min S. Z., Tang L. F. & Dan S. H. Optimization of oxidative desulfurization of dibenzothiophene using acidic ionic liquid as catalytic solvent, Journal of fuel chemistry and technology. Vol. 7, No. 2, pp. 194-198, 2009. [17 Zhoa M.A., Song, Liquid-phase adsorption of multi-ring thiophene sulfur compounds on carbon materials with different surface properties, J.Phys. Chem. B. Vol. 110, No. 10, pp. 4699-4707, 2006. [18 Srivastav A. & Srivastav V.C., Adsorptive desulfurization by activated alumina, Journal of hazardous materi- منابع
42 شماره 66 als, Vol., 170, pp. 11-1140, 2009. [19 Selvavathi V., Chidambara V., Meenakshisundaram A., Sairam B. & Sivasankar B. Adsorptive desulfurization of diesel on activated carbon and nickel supported systems, Catalysis today Vol. 141, pp. 99-102, 2009. [20 Soleimani M., Bassi A. & Margaritis A., Biodesulfurization of refractory organic sulfur compounds in fossil fuels Biotecnology advances. Vol. 6, No. 25, pp. 61-618, 2008. [21 Davoodi F., Vosoughi M. & Ziaee A. A., Biodesulfurization of dibenzothiophene by a newly isolated rhdococcus erythropolis strain, Bioresource technology. Vol., No. 101, pp. 1102-1105, 2010.