گوگردزدایی اکسایشی توسط کاتالیست تنگستن و تنگستن ـ سریم بر پایه آلومینا از ترکیب‌های گوگردی سوخت‌های هیدروکربنی مایع

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران

چکیده

در این پژوهش، عملکرد کاتالیست­ های تنگستن بر پایه­ی آلومینا با درصدهای وزنی گوناگون تنگستن که به روش تلقیح خشک سنتز شده ­بودند، در فرایند گوگردزدایی اکسایشی مورد بررسی قرارگرفت. در میان کاتالیست­ های سنتز شده، کاتالیست 20% وزنی تنگستن بیش­ ترین میزان تبدیل دی ­بنزوتیوفن را از خود نشان داد و  این کاتالیست در شرایط دمایی 80 درحه سلسیوس، با نسبت جرمی سوخت مدل به کاتالیست برابر 100 و نسبت مولی  5=O/S ، در مدت زمان 60 دقیقه توانست به میزان تبدیل 100% دست یابد. سپس تأثیر سریم بر عملکرد کاتالیست در این فرایند بررسی شد و میزان تبدیل در مدت زمان 60 دقیقه به 67% رسید. در پایان نیز تأثیر حضور ترکیب ­های رقابت ­کننده درکنار کاتالیست بهینه تنگستن بر پایه آلومینا و همچنین اثر اکسیدکننده‌های ترشیری­بوتیل­ هیدروپروکسید ­و هیدروژن­پروکسید بر عملکرد گوگردزدایی مورد بررسی قرار گرفت. از فناوریﻫﺎی ﺗﺒﺪﯾﻞ ﻓﻮرﯾﻪ فروسرخ (FT-IR)، ﭘﺮاش پرتو اﯾﮑﺲ (XRD)، ﺟﺬب و دفع نیتروژن (N2 adsorption-desorption) و ﻣﯿﮑﺮوﺳﮑﻮپ اﻟﮑﺘﺮونی روﺑﺸﯽ (FESEM)  ﺑﺮای ﺗﻌﯿﯿﻦ ﻣﺸﺨﺼﻪ و ﺟﺴﺘﺠﻮی راﺑﻄﻪ ﺳﺎﺧﺘﺎر- ﻋﻤﻠﮑﺮد اﯾﻦ ﻧﺎﻧﻮﺳﺎﺧﺘﺎرﻫﺎ اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪ.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Xun S., Zhu W., Zhu F., Chang Y., Zheng D., Qin Y., Zhang M., Jiang W., Li H., Design and Synthesis of W-Containing Mesoporous Material with Excellent Catalytic Activity for the Oxidation of 4, 6-DMDBT in Fuels, Chemical Engineering Journal, 280: 256-264 (2015).
[2] Long Z., Yang C., Zeng G., Peng L., Dai C., He H., Catalytic Oxidative Desulfurization of Dibenzothiophene Using Catalyst of Tungsten Supported on Resin D152, Fuel, 130: 19-24 (2014).
[3] Song C., An Overview of New Approaches to Deep Desulfurization for Ultra-Clean Gasoline, Diesel Fuel and Jet Fuel, Catalysis Today, 86: 211–263 (2003).
[4] Schulz H., Bohringer W., Ousmanov F., Waller P., Refractory Sulfur Compounds in Gas Oils, Fuel Processing Technology, 61: 5-41 (1999).
[5] Velu S., Ma X., Song C., Selective Adsorption for Removing Sulfur from Jet Fuel over Zeolite-Base Adsorbents, Industrial and Engineering Chemistry, 42: 5293-5304 (2003).
[7] Lukyanitsa V.G., Galpern G.D., Oxidative Potential of Organic Sulfides. Izvestia aN SSSR, Series, Khimicheskaya 1: 130-131 (1956) [in Russian].
[8] Sharipov A.Kh., Nigmatulin V.R., Oxidative Desulfurization of Diesel Fuels (Review), Neftekhimia45: 403-410 (2005) [in Russian].
[11] Li Z., H. Jeong J., Sivaranjani K., Song B. J., Park S. B., Li D., Lee C.W., Jin M., Kim J. M., Highly Ordered Mesoporous WO3 with Excellent Catalytic Performance and Reusability for Deep Oxidative Desulfurization, Nano, 10: 1550075 (2015).
[12] Long Z., Yang C., Zeng G., Peng L., Dai C., He H., Catalytic Oxidative Desulfurization of Dibenzothiophene Using Catalyst of Tungsten Supported On Resin D152, Fuel, 130: 19-24 (2014).
[14] Azimzadeh H., Akbari A., Omidkhah M. R., Catalytic Oxidative Desulfurization Performance of Immobilized NMP. FeCl3 Ionic Liquid on γ-Al2O3 Support, Chemical Engineering Journal, 320: 189-200 (2017).
[15] Liu G., Zhao Z.-J., Wu T., Zeng L., Gong J., Nature of the Active Sites of VOx/Al2O3 Catalysts for Propane Dehydrogenation, ACS Catalysis, 6: 5207-5214 (2016).
[16]  Ascoop I., Galvita V. V., Alexopoulos K., Reyniers M.-F., Van Der Voort P., Bliznuk V., B.Marin G., The role of CO2 in the dehydrogenation of Propane over WOx–VOx/SiO2, Journal of Catalysis, 335: 1-10 (2016).
[17] Putluru S. S. R., Schill L., Godiksen A., Poreddy R., Mossin S., Jensen A. D., Fehrmann R., Promoted V2O5/TiO2 Catalysts For Selective Catalytic Reduction of NO with NH3 at Low Temperatures, Applied Catalysis B: Environmental, 183: 282-290 (2016).
[19] Liu C., Shih K., Y. Gao, Li F., Wei L., Dechlorinating Transformation of Propachlor Through Nucleophilic Substitution by Dithionite on the Surface of Alumina, Journal of Soils and Sediments, 12: 724-733 (2012).
[20] Saikia B. J.  Parthasarathy G., Fourier Transform Infrared Spectroscopic Characterization of Kaolinite from Assam and Meghalaya, Northeastern India, Journal of Modern Physics, 206: (2010).
[21] Bazyari A., Mortazavi Y., Khodadadi A. A., Thompson L. T., Tafreshi R., Zaker A., T. Ajenifujah O., Effects of Alumina Phases as Nickel Supports on Deep Reactive Adsorption of (4, 6-dimethyl) Dibenzothiophene: Comparison between γ, δ, and θ-Alumina, Applied Catalysis B: Environmental, 180: 312-323, (2016).
[22] Djebaili K., Mekhalif Z., Boumaza A., Djelloul A., XPS, FTIR, EDX, and XRD Analysis of Al2O3 Scales Grown on PM2000 Alloy, Journal of Spectroscopy, 2015 (2015).
[23] Said A. E.-A. A., El-Wahab M. M. A., El-Aal M. A., The Role of Acid Sites in the Catalytic Performance of Tungsten Oxide During the Dehydration of Isopropyl and Methyl Alcohols, Chemical and Materials Engineering, 4: 17-25 (2016).
[24] Prabhu N., Agilan S., Muthukumarasamy N., and Senthilkumaran C., Effect of Temperature on the Structural and Optical Properties of WO3 Nanoparticles Prepared by Solvo Thermal Method, Digest Journal of Nanomaterials & Biostructures (DJNB), 8 (2013).
[25] Díaz-Reyes J., Dorantes-García V., Pérez-Benítez A., and Balderas-López J., Obtaining of Films of Tungsten Trioxide (WO3) by Resistive Heating of a Tungsten Filament, Superficies y Vacío, 21: 12-17 (2008).
[26] Ta T.K.H., Tran T.N.H., Tran Q.M.N., Pham D.P., Pham K.N., Cao T.T., Kim Y.S., Tran D.L., Ju H., Phan B.T.,  Surface Functionalization of WO3 Thin Films with (3-Aminopropyl) triethoxysilane and Succinic Anhydride, Journal of Electronic Materials, 46: 3345-3352 (2017).
[27] Yang L., Tan Y., Sheng Z., Zhou A., The Poisoning Effect of Na Doping over Mn-Ce/TiO2 Catalyst for Low-Temperature Selective Catalytic Reduction of NO by NH3, Journal of Nanomaterials, 2014 (2014).
[28] Liu G., Zhao Z.-J., Wu T., Zeng L., Gong J., Nature of the Active Sites of VOx/Al2O3 Catalysts for Propane Dehydrogenation, ACS Catalysis, 6: 5207-5214 (2016).
[29] Zhao R., X. Li, J. Su, Gao X., Preparation of WO3/g-C3N4 Composites and their Application in Oxidative Desulfurization, Applied Surface Science, 392: 810-816 (2017).
[30] Xiao J., Wu L., Wu Y., Liu B., Dai L., Li Z., Xia Q., Xi H.,  Effect of Gasoline Composition on Oxidative Desulfurization Using a Phosphotungstic Acid/Activated Carbon Catalyst with Hydrogen Peroxide, Applied energy, 113: 78-85 (2014).
Kiani D., Belletti G., Quaino P., Tielens F., Baltrusaitis J., Structure and Vibrational Properties of Potassium-Promoted Tungsten Oxide Catalyst Monomeric Sites Supported on Alumina (K2O/WO3/Al2O3) Characterized Using Periodic Density Functional Theory, The Journal of Physical Chemistry C, 122(42): 24190-24201 (2018).