گوگردزدایی عمیق مدل سوخت دیزل با روش اکسایش کاتالیستی با کمک تابش امواج فراصوت

گوگردزدایی اکسایشی به عنوان یکی از مهمترین گزینه¬های مطلوب برای تهیه سوخت دیزل با محتوای بسیار کم گوگرد (کمتر از µg/g 15-10) مطابق آخرین استانداردهای زیست¬محیطی در سراسر جهان است. در این رساله، تابش امواج فراصوت با فرکانس khz 20، همراه با کاتالیست جامد moox/al2o3 برای گوگردزدایی اکسایشی مهمترین مدل ترکیبات گوگرددار مقاوم باقیمانده در سوخت دیزل بعد از گوگردزدایی هیدروژنی بکار رفته و اثرات آن در بهبود بازده فرآیند بررسی شده است. گوگردزدایی بدون استفاده از حلال استخراج سولفون و در فشار محیط انجام شده است. مقدار بهینه درصد مولیبدن در کاتالیست تهیه شده با روش تلقیح خشک، 10 درصد وزنی بوده که منجر به تشکیل ساختار اکسید مولیبدن تتراهدرال ایزوله شده است. بررسی¬های اولیه روی اثر زمان تابش فراصوت نشان داده که %55 اکسایش دی¬بنزوتیوفن در خوراک با غلظت µg/g 1000 گوگرد در 30 دقیقه واکنش بدون تابش فراصوت، به %98 با تابش فراصوت و در شرایط عملیاتی مشابه، رشد یافته است. مقدار اثر تابش فراصوت در رشد بازده، تابع متغیرهای عملیاتی است. ثابت سرعت کلی واکنش شبه مرتبه اول بنزوتیوفن، دی-بنزوتیوفن و 4و6-دی¬متیل¬دی¬بنزوتیوفن در سطوح مرکزی متغیرها (دمای 308 کلوین، غلظت µg/g 575 گوگرد و نسبت مولی 3/8 اکسنده به گوگرد خوراک) با تابش فراصوت نسبت به شرایط مشابه بدون تابش، به¬ ترتیب 2/2، 1/3 و 1/2 برابر شده است. اثر مقدار گوگرد خوراک، نسبت اکسنده به گوگرد و دما، به عنوان سه متغیر اصلی فرآیند، اثر تابش فراصوت و نیز تأثیر متقابل متغیرها، با طراحی آزمایش با روش ترکیب مرکزی به صورت سامانمند تشریح شده است. اثرات مثبت حفره¬زایی ناشی از تابش فراصوت، کاهش تجمع ذرات کاتالیست آبدوست و اکسنده در فاز نفت و افزایش انتقال جرم بین فازها، افزایش مساحت سطح کاتالیست (حدود %23، بعد از 3 ساعت تابش فراصوت بر اساس bet)، کاهش اندازه ذرات (%70 درصد کاهش متوسط اندازه ذرات بعد از 3 ساعت) و حذف ناخالصی¬های سولفون¬های محصول، آب و اکسنده مازاد از سطح کاتالیست بوده که همواره غالب بر اثر منفی احتمالی آن در رشد تجزیه حرارتی ناخواسته اکسنده، بوده است. تابش فراصوت، مشکل ناپایداری کاتالیست در اثر جذب قوی ناخالصی¬های قطبی را بدون نیاز به حلال استخراج، برطرف کرده و گزینش¬پذیری فرآیند را نیز در برابر حذف مدل¬های آروماتیکی، بهبود داده است.