پایان نامه ترموسینتیک
پایان نامه ترموسینتیک – عنوان : فرایند گوگردزدایی اکسیداسیونی (ODS) از فراوردههای نفتی با استفاده از فلز Mo بر روی پایههای نانو ساختار g-C3N4 و SBA-15
جهت درخواست تدریس خصوصی شیمی و دروس مرتبط با رشته مهندسی شیمی میتوانید از سایت مدرسان امیرکبیر اقدام نمایید.
پايان نامه کارشناسي ارشد رشته مهندسي شیمي گرايش ترموسینتیک و کاتالیست
فایل : PDF
کد : 009#
پایان نامه ترموسینتیک – مقدمه
در این پژوهش، اکسید فلزی MoO3 به ترتیب به روش تلقیح خشک و روش مکانیکی بر روی پایههای نانوساختارSBA-15 و g-C3N4 قرار داده شد و پس از یافتن مقادیر بهینه بارگذاری اکسید فلزی، نانوکاتالیستهای5%MoO3/SBA-15 و10%MoO3/g-C3N4در فرایند گوگردزدایی اکسیداسیونی(ODS) مورد استفاده قرار گرفتند.
برای بررسی عملکرد نانوکاتالیستهای سنتز شده در فرایند ODS، دیبنزوتیوفن (DBT) به عنوان گونهی هدف در مدل نفتی با غلظت ppm 1000 انتخاب شد و از H2O2 به عنوان عامل اکسیدکننده و استونیتریل به عنوان حلال استخراج استفاده شد.
در ادامه، برای بهینه کردن شرایط عملیاتی شامل دما، مقدار کاتالیست، نسبت مولی H2O2/DBT و زمان برای هرکدام از نانوکاتالیستها نرم افزار طراحی آزمایشات(DOE) با مدل سطح پاسخ و روش باکس-بنکن به کار گرفته شد.
از میان مدلهای مختلف، طراحی آزمایشات معادلهی درجه دوم را به دلیل بیشترین تطابق با دادهها برای هردو کاتالیست پیشنهاد داد که نتایج حاصل از بهینهسازی برای نانوکاتالیست 5%MoO3/SBA-15 به صورت °C55=T، مقدار کاتالیست g02/0، نسبت مولی 9=H2O2/DBT، مدت زمان 49 دقیقه و برای نانوکاتالیست 10%MoO3/g-C3N4 به صورت °C70=T، مقدار کاتالیست g04/0، نسبت مولی 44/8=H2O2/DBT و مدت زمان 55 دقیقه به دست آمد.
گرايش ترموسینتیک و کاتالیست
بیشتربن میزان بازدهی برای نانو کاتالیستهای 5%MoO3/SBA-15 و 10%MoO3/g-C3N4 در شرایط بهینهی عملیاتی، به ترتیب 100% و %7/97 پیشبینی شد.
در ادامه، برای بررسی عملکرد نانوکاتالیستهای سنتز شده در حذف دیگر ترکیبات گوگردی، در شرایط بهینهای که توسط طراحی آزمایشات بیان شد از مدلهای نفتیppm 1000 بنزوتیوفن(BT) و تیوفن(Th) آزمون راکتوری گرفته شد که ترتیب واکنشپذیری اجزا به صورت DBT > BT > Th مشاهده شد که دلیل آن را میتوان به بالاتر بودن چگالی الکترونی ترکیب DBT نسبت داد.
همچنین، قابلیت بازیابی نانوکاتالیستها ارزیابی شد که پس از 4 مرحله بازیابی به ترتیب کاهش بازدهی 5% و 6% برای 5%MoO3/SBA-15 و 10%MoO3/g-C3N4 مشاهده گردید.
در پایان، عملکرد نانوکاتالیستها در حذف ترکیبات گوگردی بنزین و گازوئیل تهیه شده از مرکز پخش فراوردههای نفتی کرمانشاه بررسی گردید که به ترتیب برای نانوکاتالیست 5%MoO3/SBA-15 مقادیر %73/69 ، %49 و برای نانوکاتالیست 10%MoO3/g-C3N4 مقادیر %34/58 و 41% حاصل شد.
فهرست عنوان – پایان نامه
فصل اول کلیات موضوع پژوهش 1
1ـ1. مقدمه 2
1ـ2. اهمیت نفت و مشتقات نفتی در زندگی امروز بشر 2
1ـ3. ترکیبات نفت خام و فراوردههای نفتی 2
1ـ4. ترکیبات گوگردی موجود در نفت و مشتقات نفتی 3
1ـ5. ضرورت گوگردزدایی از مشتقات نفتی 4
1ـ6. انواع روشهای گوگردزدایی 5
1ـ6ـ1. گوگردزدایی هیدروژنی 5
1ـ6ـ2. گوگردزدایی زیستی 5
1ـ6ـ3. گوگردزدایی جذبی 6
1ـ6ـ4. گوگردزدایی استخراجی 6
1ـ6ـ5. گوگردزدایی با آب فوق بحرانی 7
1ـ6ـ6. گوگردزدایی اکسایشی 7
1ـ6ـ6ـ1. انواع روشهای گوگردزدایی اکسیداسیونی 8
1ـ6ـ6ـ2. چالشهای گوگردزدایی اکسیداسیونی 10
1ـ6ـ6ـ3. اقتصاد فرایند ODS 10
فصل دوم مطالعات کتابخانهای 13
2ـ1. مروری برکاتالیست های به کار رفته در فرایند گوگردزدایی اکسیداسیونی و شرایط عملیاتی آنها 14
2ـ2. اثر حلال استخراج بر گوگردزدایی اکسیداسیونی 21
2ـ3. اثر اکسیدکننده بر گوگردزدایی اکسیداسیونی 21
2ـ4. بررسی برخی از پایههای به کار گرفته شده در کاتالیستهای فرایند گوگردزدایی اکسیداسیونی 22
2ـ4ـ1. پایههای سیلیس بنیان مزوحفره 22
2ـ4ـ1ـ1. SBA-15 24
2ـ4ـ2. پایههای کربن بنیان 25
2ـ4ـ2ـ1. گرافن 26
2ـ4ـ2ـ1ـ1. گرافن بورن نیترید(g-BN) 27
2ـ4ـ2ـ1ـ2. گرفن کربن نیترید (g-C3N4) 27
2ـ5. جمعبندی 30
فصل سوم مواد و روشها 31
3ـ1. مواد مورد استفاده 32
3ـ2. سنتز کاتالیستها 32
3ـ2ـ1. سنتز کاتالیست MoO3/SBA-15 32
3ـ2ـ2. سنتز کاتالیست MoO3/g-C3N4 33
3ـ3. تهیهی مدل نفتی 34
3ـ4. سامانه آزمایش 34
3ـ5. روش انجام آزمایش 35
3ـ6. روشهای اندازهگیری میزان گوگرد 36
3ـ6ـ1. کروماتوگرافی لایه نازک 36
3ـ6ـ2. تست اندازهگیری گوگرد کل 37
3ـ7. آزمونهای شناسایی کاتالیستها 38
3ـ8. طراحی آزمایشات(DOE) 40
3ـ8ـ1. تفاوت روشهایOFAT و DOE 40
فصل چهارم نتایج و بحث 41
4ـ1. مطالعات مربوط به کاتالیست MoO3/SBA-15 42
4ـ1ـ1. آزمونهای شناسایی کاتالیست MoO3/SBA-15 42
4ـ1ـ1ـ1. پراش اشعهی ایکس (XRD) 42
4ـ1ـ1ـ2. طیفسنج مادون قرمز-تبدیل فوریه (FT-IR) 43
4ـ1ـ1ـ3. طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDX) 43
4ـ1ـ1ـ4. آزمون BET 44
4ـ1ـ1ـ5. میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FE-SEM) 46
4ـ1ـ2. بررسی اثر میزان بارگذاری MoO3 بر روی پایهی SBA-15 47
4ـ1ـ3. بهینهسازی شرایط عملیاتی با استفاده از طراحی آزمایشات برای کاتالیست MoO3/SBA-15 47
4ـ1ـ3ـ1. بررسی صحت مدل انتخابیDOE برای کاتالیست MoO3/SBA-15 49
4ـ1ـ3ـ2. بررسی اثر متغیرهای عملیاتی کاتالیست MoO3/SBA-15 بر حذف DBT از مدل نفتی 52
4ـ1ـ3ـ3. بررسی اثر برهمکنش متغیرهای عملیاتی کاتالیست MoO3/SBA-15 53
4ـ1ـ3ـ4. بهینهسازی متغیرهای عملیاتی برای کاتالیست MoO3/SBA-15 55
4ـ1ـ4. واکنشپذیری ترکیبات گوگردی مختلف با استفاده از کاتالیست MoO3/SBA-15 55
4ـ1ـ5. قابلیت استفادهی مجدد از کاتالیست MoO3/SBA-15 56
4ـ2. مطالعات مربوط به کاتالیست MoO3/g-C3N4 57
4ـ2ـ1. آزمونهای شناسایی کاتالیست MoO3/g-C3N4 57
4ـ2ـ1ـ1. پراش اشعهی ایکس (XRD) 57
4ـ2ـ1ـ2. طیفسنج مادون قرمز-تبدیل فوریه (FT-IR) 58
4ـ2ـ1ـ3. طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDX) 58
4ـ2ـ1ـ4. آزمون BET 59
4ـ2ـ1ـ5. میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FE-SEM) 61
4ـ2ـ2. بررسی اثر میزان بارگذاری MoO3 بر روی پایهی g-C3N4 62
4ـ2ـ3. بهینهسازی شرایط عملیاتی با استفاده از طراحی آزمایشات برای کاتالیست MoO3/g-C3N4 62
4ـ2ـ3ـ1. بررسی صحت مدل انتخابی برای کاتالیست MoO3/g-C3N4 64
4ـ2ـ3ـ2. بررسی اثر متغیرهای عملیاتی کاتالیست MoO3/g-C3N4 بر حذف DBT از مدل نفتی 67
4ـ2ـ3ـ3. بررسی اثر برهمکنش متغیرهای عملیاتی کاتالیست MoO3/g-C3N4 68
4ـ2ـ3ـ4. بهینهسازی متغیرهای عملیاتی کاتالیست MoO3/g-C3N4 70
4ـ2ـ4. واکنشپذیری ترکیبات گوگردی مختلف با استفاده از کاتالیست MoO3/g-C3N4 70
4ـ2ـ5. قابلیت استفادهی مجدد از کاتالیست MoO3/g-C3N4 71
4ـ3. گوگردزدایی از برشهای نفتی واقعی 72
فصل پنجم نتیجهگیری و پیشنهادها 74
5ـ1. نتیجهگیری 75
5ـ2. پیشنهادات 75
منابع 77
منابع پایان نامه ترموسینتیک
6-احمد ادریس ؛ “روشهای کاربردی اندازه گیری گوگرد در محصولات نفتی “ ؛ تحقیق ، مجله پژوهشگاه صنعت نفت ؛ سال دوم شماره ٣ ؛ تابستان ١٣٧٢
8-.دکتر وحید حسینی مدیر کل شرکت کنترل کیفیت هوای تهران . به گزارش خبرگزاری مهر
88-علیزاده ذوالبین، م؛ و جمالی نیک، ب. (1393). آشنایی با دستگاه اندازهگیری کرن و گوگرد. دانش آزمایشگاهی ایران. 2(3): 5ـ9.
1- Riazi, M. R. (2005). Characterization and properties of petroleum fractions (Vol. 50). ASTM international.
2- Fokema, M. D., Rhine, W. E., Ye, N., Lee, K. P., & Gordon, J. P. (2007). U.S. Patent No. 7,309,416. Washington, DC: U.S. Patent and Trademark Office.
3- Agarwal, P., & Sharma, D. K. (2009). Comparative studies on the bio-desulfurization of crude oil with other desulfurization techniques and deep desulfurization through integrated processes. Energy & Fuels, 24(1), 518-524.
4- Zhou, A., Ma, X., & Song, C. (2009). Effects of oxidative modification of carbon surface on the adsorption of sulfur compounds in diesel fuel. Applied Catalysis B: Environmental, 87(3), 190-199.
5- SRI ; “Desulfurization of Petroleum Oils” ; Report No. 47 ; pp 83-203 .Meyers , Robert A. ;
“Handbook of Petroleum Refining Process” ; Mc Graw-Hill ; New yourk .
7- Schuit, G. C. A., & Gates, B. C. (1973). Chemistry and engineering of catalytic hydrodesulfurization. AIChE Journal, 19(3), 417-438.
9- Soleimani, M., Bassi, A., & Margaritis, A. (2007). Biodesulfurization of refractory organic sulfur compounds in fossil fuels. Biotechnology advances, 25(6), 570-596.
10- Pacheco, M. A., Lange, E. A., Pienkos, P. T., Yu, L. Q., Rouse, M. P., Lin, Q., & Linguist, L. K. (1999). Recent advances in biodesulfurization of diesel fuel. National Petrochemical And Refiners Association-Publications-All Series.
. . .