گوگردزدایی از برش سنگین خوراک نفت سفید واحد ۱۰۰ پتروشیمی بیستون به روش اکسیداسیون در حضور کاتالیست H۳PW۱۲O۴۰ و حلال مایع یونی BF۴ (اBMIM)

گوگردزدایی هیدروژنی، روش متداول کنونی برای حذف گوگرد از برش های نفتی است که نیازمند مصرف هیدروژن در دما و فشار بالا می باشد. در مقابل، روش های نوینی مانند گوگردزدایی اکسیداسیونی به دلیل شرایط عملیاتی ملایم تر و عدم نیاز به هیدروژن، اخیرا مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. در این پژوهش، کاتالیست اسید فسفوتنگستیک (H₃PW₁₂O₄₀) بر روی پایه TiO₂ با استفاده از روش تلقیح و در درصدهای وزنی ۲۰، ۴۰ و ۶۰ سنتز شد. آنالیزهای شناسایی شامل XRD ،BET ،FESEM ،EDX و FTIR و  میزان درصد گوگردزدایی نهایی، نشان داد که کاتالیست با درصد ۴۰٪ عملکرد بهتری دارد. مدل نفتی مورد استفاده ، برش سنگین حاصل از برج تقطیر واحد ۱۰۰ پتروشیمی بیستون بود که عمدتا در محدوده کربنی C₁₃ تا C₁₈ قرار داشته و میزان کل گوگرد آن بین ppm ۵۰۰۰ تا ۹۰۰۰ است. کاهش میزان گوگرد در این محصول، به دلیل قابلیت صادراتی، می تواند نقش مهمی در افزایش ارزآوری برای کشور ایفا کند به منظور بهینه سازی شرایط عملیاتی فرآیند گوگردزدایی اکسیداسیونی، از نرم افزار Design Expert۱۱ و روش طراحی باکس-بنکن با در نظر گرفتن چهار متغیر کلیدی شامل دما، زمان واکنش، نسبت مولی اکسیژن به گوگرد (O/S) و مقدار کاتالیست جهت طراحی ازمایشات استفاده شد. نمونه ها برای تعیین میزان گوگرد باقیمانده با استفاده از آنالیز مقدار کل گوگرد (TS) ارزیابی شدند. در شرایط بهینه شامل دمای C◦ ۶۵ ، زمان واکنش min ۵۵ ، نسبت مولی O/S برابر ۱۰ و مقدار کاتالیست g ۰۴/۰، راندمان گوگردزدایی به ۹۰٪ رسید. برای جداسازی ترکیبات گوگردی اکسیدشده (مانند سولفون ها و سولفوکسیدها) از فاز آبی، از حلال های مایع یونی [BMIM[BF₄، استونیتریل و دی متیل فرمآمید (DMF) استفاده شد. مقایسه نتایج نشان داد که حلال های [BMIM]BF₄ و استونیتریل عملکرد بهتری نسبت به DMF دارند. همچنین، حلال مایع یونی [BMIM]BF₄ به دلیل پایداری حرارتی بالا (بیش از C◦ ۳۰۰) و غیرفرار بودن، تاثیر ناچیزی بر ترکیب هیدروکربنی برش نفتی گوگردزدایی شده گذاشت.

کلیدواژه ها:

گوگردزدایی اکسیداسیونی ، برش سنگین ، حلال مایع یونی ، ترکیبات گوگردی ، پلی اگزومتالات ها