جداسازی ترکیب های گوگردی از بنزین توسط فرایند تراوش تبخیری

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

تهران، دانشگاه علم و صنعت ایران، دانشکده مهندسی شیمی، آزمایشگاه تحقیقاتی فرایندهای جداسازی

چکیده

ترکیب‌ های آلی گوگردی در بنزین هنگام سوختن با تولید SOموجب آلودگی هوا می ‌شوند. در این پژوهش غشای دو لایه PDMS/PA برای جداسازی گوگرد از بنزین مدل شده (با مخلوط ‌های تیوفن/ نرمال هگزان) توسط فرایند غشایی تراوش تبخیری مورد استفاده قرار گرفت. درمورد اثر غلظت تیوفن (wt.%6/0-4/0)، دمای خوراک (°C50-30)، فشار فراورده‌ی تراوشی (mmHg100-23) و سرعت جریان خوراک (L/h 90-30) بر عملکرد جداسازی تراوش تبخیری پژوهش تجربی انجام شد. از روش تاگوچی برای طراحی سامانه آزمایش ها و اثر پارامترهای فرایندی بر شار تراوشی از غشا استفاده شد. نتیجه ‌های این مطالعه نشان داد که اثر غلظت و سرعت جریان خوراک بر شار تراوشی در مقایسه با اثر دما و فشار فراورده ‌ی تراوشی ناچیز است. با افزایش دمای خوراک، غلظت تیوفن، سرعت جریان خوراک و کاهش فشار فراورده ‌ی تراوشی شار کل افزایش می ‌یابد. با توجه به اهمیت دو پارامتر دما و فشار، اثر این دو پارامتر بر ضریب غنی‌سازی تیوفن بررسی شد. با کاهش دمای خوراک و فشار فراورده‌ی تراوشی ضریب غنی سازی تیوفن افزایش می‌یابد. در شرایط عملیاتی دمای خوراک °C 30  و فشار فراورده‌ی تراوشی mmHg23 می‌توان به بالاترین ضریب غنی‌سازی، 5/1، دست یافت.  

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Forte P., Process for the Removal of Sulfur from Petroleum Fraction, US Patent 5582714, (1996).

[2] Funakoshi I., Aida T., Process for Rcovering Organic Sulfur Compounds from Fuel Oil, US Patent 5753102, (1998).

[3] Ma X., Sun L., Song C., A New Approach to Deep Desulfurization of Gasoline, Diesel Fuel and Jet Fuel by Selective Adsorption for Ultra-Clean Fuels and for Fuel Cell Applications, Catal. Today, 77, p. 107 (2002).

[4] Hernández-Maldonado A.J., Yang F.H., Qi G., Yang R.T., Desulfurization of Transportation Fuels by л-Complexation Sorbent: Cu (I)-, Ni (II)-, and Zn (II)-Zeolites, Appl. Catal. B: Environ., 56, p. 111 (2005).

[5] Covert C., Sherpherd T.C., Thompson M.W., How Phillips s-Zorb Sulfur Removal Technology Quickly Came to Life, World Refining, 11, p. 56 (2001).

[6] Brunet S., Mey D., Perot G., Bouchyb C., Diehl F., On the Hydrodesulfurization of FCC Gasoline: A Review, Appl. Catal. A:General, 278, p. 143 (2005).

[7] Binbing H., Jiding L., Cuixian C., Wickramasinghe R., Computer Simulation and Optimization of Pervaporation Process, Desalination, 145 (1-3), p. 187 (2002).

[8] Jiding L., Cuixian C., Binbing H., Yong P., Jian Z., Weijun J., Laboratory and Pilot-Scale Study on Dehydration of Benzene by Pervaporation, J. Memb. Sci., 203, p. 127 (2002).

[9] Zhao X., Krishnaiah G., Cartwright T., S-BraneTM Technology Brings Flexibility to Refiners, Clean Fuel Solutions, in: "Proceeding of the NPRA Annual Meeting", San Antonion, TX, (2004).

[10] Minhas, S. Bhupender, Michael R. Chuba, Robert J. Saxton, Membrane Process for Separating Sulfur Compounds from FCC Light Naphtha, US Patent 6694061 (2003).

[11] Saxton, J. Robert, Minhas, S. Bhupender, Ionic Membranes for Organic Sulfur Separation from Liquid Hydrocarbon Solutions, US Patent 6702945 (2004).

[12] Lin L., Wang G., Qu H., Yang J., Wang Y., Shi O., Kong Y., PV Performance of Crosslinked Polyethylene Glycol Membranes for Deep Desulfurization of FCC Gasoline, J. Mem. Sci., 280, p. 651 (2006).

[13] Lin L., Kong Y., Wang G., Qu H., Yang J., Shi D., Selection and Crosslinking Modification of Membrane Material for FCC Gasoline Desulfurization, J. Mem. Sci., 285, p. 144 (2006).

[14] Hasanoglu A., Salt Y., Keleser S., Ozkan S., Dincer S., PV Separation of Ethyl Acetate-Ethanol Binary Mixtures Using Polydimethylsiloxane Membranes, Chem. Eng. Process., 44, p. 375 (2005).

[15] Park Y.I., Yeom C.K., Lee S.H., Kim B.S., Lee J.M., Joo H.J., PV Permeation Behavior of a Series of Chlorinated Hydrocarbon/Water Mixtures Through PDMS Membranes, J. Ind. Eng. Chem., 13, p. 272 (2007).

[16] Mohammadi T., Aroujalian A., Bakhshi A., Pervaporaion of Dilute Alcoholic Mixtures Using PDMS Membrane, Chem. Eng. Sci., 60, p. 1875(2005).

[17] Li L., Xiao Z., Tan S., Pu L., Zhang Z., Composite PDMS Membrane with High Flux for the Separation of Organics from Water by PV, J. Mem. Sci., 243, p. 177 (2004).

[18] Qi R., Wang Y., Li J., Zhao C., Zhu S., PV Separation of Alkane/Thiophene Mixtures with PDMS Membrane, J. Mem. Sci., 280, p. 545 (2006).

[19] Vankelecom I.F.J., Moermans B., Verschueren G., Jacobs P.A., Intrusion of PDMS Top Layers in Porous Supports, J. Mem. Sci., 158, p. 289 (1999).

[20] Zhao Ch., Li J., Qi R., Chen J., Luan Zh., Pervaporation Separation of n-Heptane/Sulfur Species Mixtures with Polydimethylsiloxane Membranes, Separ. Purif. Tech., 63, p. 220 (2008).

[21] Kim H.J., Nah S.S., Min B.R., A New Technique for Preparation of PDMS PV Membrane for VOC Removal, Adv. Environ. Res., 6, p. 255 (2002).

[22] Wu P., Brisdon B.J., England R., Field R.W., Preparation of Modified Difunctional PDMS Membranes and a Comparative Evaluation of Their Performance for the Pervaporative Recovery of p-Cresol from Aqueous Solution, J. Mem. Sci., 206, p. 265 (2002).

[23] Barton A.F.M., "CRC Handbook of Solubility Parameters and Other Cohesion Parameters", CRC Press, (1991).

[24] Jiraratananon R., Chanachai A., Huang R.Y.M, Uttapap D., Pervaporation Dehydration of Ethanol-Water Mixtures with Cs/HEC Composite Membranes. I. Effect of Operating Conditions, J. Membr. Sci., 195, p. 143 (2002).

[25] Sampranpiboon P., Jiraratananon R., Uttapap D., Pervaporation Separation of Ethyl Butyrate and Isopropanol with Polyether Block (PEBA) Membranes, J. Membr. Sci., 173, p. 53 (2000).

[26] Peng F., Jiang Z., Hu C., Wang Y., Xu H., Liu J., Removing Benzene from Aqueous Solution Using CMS-Filled PDMS Pervaporation Membranes, Separ. Purif. Tech., 48, p. 229 (2006).