ازالة الكبريت بالاكسدة العميقة باستخدام العامل المساعد المركب كيجن مع 1-ميثيل-3-أوكتيل إيميدازوليوم سداسي فلوروفوسفات

المؤلفون

  • ياسمين منذر قسم الهندسة الكيميائية، كلية الهندسة، جامعة بغداد، بغداد، العراق. https://orcid.org/0000-0001-8634-6704
  • حسين قاسم حسين قسم الهندسة الكيميائية، كلية الهندسة، جامعة بغداد، بغداد، العراق.
  • بان عبد الرحمن الطباخ مركز البحث والتطوير النفطي، وزارة النفط، بغداد، العراق.

DOI:

https://doi.org/10.21123/bsj.2024.9245

الكلمات المفتاحية:

ثنائي بنزوثيوفين, السائل الايوني, نموذج الديزل, ازالة الكبريت بالأكسدة, بولي أوكسوميتالات.

الملخص

تعتبر إزالة الكبريت بالأكسدة العميقة موضوعًا مهمًا لأبحاث التحفيز البيئي لإنتاج الديزل منخفض الكبريت.أحد العوامل المساعدة التي تم استخدامها مؤخرًا لإزالة مركبات الكبريت المقاوم من نموذج الديزل بالاكسدة هو بولي أوكسوميتالات من نوع كيجن.  في هذا العمل, تم اختبار العامل المساعد من نوع كيجن TBAPW11O39 , نموذج الديزل, بيروكسيد الهيدروجين(H2O2) وسائل ايوني من نوع OMIM(PF6)) تحت ظروف تفاعل مختلفة. تم التقاط مركب الكبريت ثنائي بنزوثيوفين (DBT) من نموذج الديزل في السائل الايوني (IL) ثم يتأكسد الى سلفون مع بيروكسيد الهيدروجين كمؤكسد باستخدام TBAPW11O39 في مفاعل نوع (batch) . تم دراسة تأثيرزمن(30-180 دقيقة) و درجة حرارة (T) التفاعل(343,3232,303 كلفن) و وزن العامل المساعد(0.5-6) غم / لتر و النسبة المولية O/S)  H2O2/ DBT) من 1:1الى 1:5(مول/مول) والنسبة الحجمية IL/diesel  (1/10 – 5/10) (مل/مل).أظهر العامل المساعدد فعالية عالية لإزالة  DBT  باستخدام بيروكسيد الهيدروجين  ، وبلغت اعلى إزالة للكبريت بنسبة 96٪ في الظروف المثلى (10 مل من  نموذج الديزل ، T = 343 K ، وزن العامل المساعد=3 غم / لتر، النسبة المولية المؤكسد/مركب الكبريتH2O2/DBT))=1:5   والنسبة الحجمية السائل الايوني/الديزل= 2/10 لمدة 120 دقيقة). تشير هذه النتائج إلى أن ازالة الكبريت بالأكسدة التحفيزية مع الاستخلاص باستخدام العامل المساعد كيجن الهجينة لنموذج وقود الديزل هي طريقة فعالة وتوفر وعدًا لتحقيق إزالة الكبريت بعمق كبير.

المراجع

Radhi BD, Mohammed WT. Novel nanocomposite adsorbent for desulfurization of 4,6-dimethyldibenzothiophene from model fuel. Mater Today Proc. 2021; 42 (5): 2880–2886. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.12.738.

Hossain MN, Park HC, Choi HS. A Comprehensive Review on Catalytic Oxidative Desulfurization of Liquid Fuel Oil. Catalysts. 2019; 9(3):229. https://doi.org/10.3390/catal9030229.

Finish QG, Naife TM. Adsorption Desulfurization of Iraqi Light Naphtha Using Metals Modified Activated Carbon. jcoeng. 2021; 27(7): 24-41. https://doi.org/10.31026/j.eng.2021.07.03

Ahmed DJ, Al-Abdaly BI, Hussein SJ. Synthesis and Characterization of New nano catalyst Mo-Ni /TiO2- γAl2O3 for Hydrodesulphurization of Iraqi Gas Oil. Baghdad Sci J. 2021; 18(4): 1557. https://doi.org/10.21123/bsj.2021.18.4(Suppl.).1557

Taghizadeh M, Mehrvarz E, Taghipour A. Polyoxometalate as an effective catalyst for the oxidative desulfurization of liquid fuels: a critical review. Rev Chem Eng. 2020; 36(7): 831-858. https://doi.org/10.1515/revce-2018-0058.

Shakir F, Hussein HQ, Abdulwahhab ZT. Influence of Nanosilica on Solvent Deasphalting for Upgrading Iraqi Heavy Crude Oil. Baghdad Sci J. 2023; 20(1): 0144 https://doi.org/10.21123/bsj.2022.6895.

Abdulmajeed BA, Hamadullah S, Allawi FA. Deep Oxidative Desulfurization of Model fuels by Prepared Nano TiO2 with Phosphotungstic acid. J Eng. 2018; 24(11): 41-52 https://doi.org/10.31026/j.eng.2018.11.04

AhmedZeki NS, Ali SM, Al-Karkhi SR. Investigation Desulfurization Method Using Air and Zinc Oxide/Activated Carbon Composite. IJCPE . 2017; 18(1): 37-46. https://doi.org/10.31699/IJCPE.2017.1.3.

Mirante F, Castro Bd, Granadeiro CM, Balula SS. Solvent-Free Desulfurization System to Produce Low-Sulfur Diesel Using Hybrid Monovacant Keggin-Type Catalyst. Molecules. 2020; 25(21): 4961. https://doi.org/10.3390/molecules25214961.

Ahmed GS, Humadi JI, Aabid AA. Mathematical Model, Simulation and Scale up of Batch Reactor Used in Oxidative Desulfurization of Kerosene. IJCPE. 2021; 22(3): 11-7. https://doi.org/10.31699/IJCPE.2021.3.2.

Ahmedzeki N, Ali Y, Abass M, Jaeed Y., Ibraheem S. Catalytic Decomposition of Sulfones in Oxidized Iraqi Kerosene Using Prepared Mg-Al Layered Double Hydroxide Catalyst. Egypt J Chem, 2022; 65(132): 1429-1436. https://doi.org/10.21608/ejchem.2022.120932.5429.

Martinetto Yohan, Bruce Pegot, Catherine Roch-Marchal, Betty Cottyn Boitte, Sébastien Floquet. Designing functional polyoxometalate-based ionic liquid crystals and ionic liquids. Eur J Inorg Chem, 2020; 2020(3), 228-247. https://dx.doi.org/10.1002/ejic.201900990

Akopyan A, Eseva E, Polikarpova P, Kedalo A, Vutolkina A, Glotov A. Deep Oxidative Desulfurization of Fuels in the Presence of Brönsted Acidic Polyoxometalate-Based Ionic Liquids. Molecules. 2020; 25(3): 536. https://doi.org/10.3390/molecules25030536.

Gooneh-Farahani, S., and Anbia, M. A review of advanced methods for ultra-deep desulfurization under mild conditions and the absence of hydrogen. J Environ Chem Eng. 2022; 108997. https://doi.org/10.1016/j.jece.2022.108997.

Ahmadian, M., and Anbia, M. Oxidative desulfurization of liquid fuels using polyoxometalate-based catalysts: a review. Energy Fuels. 2021; 35(13), 10347-10373. https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.1c00862.

Mundher Y, Hussein QH, Al-Tabbakh BAA. Synthesis and characterization of (TBAPW11O39) hybrid Keggin type catalyst. AIP Conf Proc. 2022; 2660 (1): 020092.https://doi.org/10.1063/5.0107720.

Mirante F, Dias L, Silva M, Ribeiro SO, Corvo MC, Castro BD, et al. Efficient heterogeneous polyoxometalate-hybrid catalysts for the oxidative desulfurization of fuels. Catal Commun. 2018; 104: 1-8. https://doi.org/10.1016/j.catcom.2017.10.006.

Li Y, Zhang Y, Wu P, Feng C, Xue G. Catalytic oxidative/extractive desulfurization of model oil using transition metal substituted phosphomolybdates-based ionic liquids. Catalysts. 2018; 8(12), 639. https://doi.org/10.3390/catal8120639.

Liu Y, Wang F, Lv Y,Yu S,Wang R, Jiao W. Three-Dimensional Graphene Oxide Covalently Functionalized with Dawson-Type Polyoxotungstates for Oxidative Desulfurization of Model Fuels. Ind Eng Chem Res. 2021; 60(1): 114-127.https://dx.doi.org/10.1021/acs.iecr.0c04384.

Wang R, Zhang G, Zhao H. Polyoxometalate as effective catalyst for the deep desulfurization of diesel oil. Catal Today. 2010; 149(1–2): 117-121. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2009.03.011.

Ammar SH, Salman MD, Shafi RF, Keggin- and Dawson-type polyoxotungstates immobilized on poly(3,4-ethylenedioxythiophene)-coated zerovalent iron nanoparticles: Synthesis, characterization and their catalytic oxidative desulfurization activity. J Environ Chem Eng. 2021; 9(1): 104904. https://doi.org/10.1016/j.jece.2020.104904.

Fu J, Ma W, Guo Y, Li X, Wang H, Fu C, et al. The Ultra-Deep Desulfurization of Model Oil Using Amphipathic Lindqvist-Type Polyoxometalate-Based TiO2 Nanofibres as Catalysts. Catal Letters. 2020; 151: 2027–2037. https://doi.org/10.1007/s10562-020-03432-4.

Gao Y, Cheng L, Gao R, Hu G, Zhao J. Deep desulfurization of fuels using supported ionic liquid-polyoxometalate hybrid as catalyst: A comparison of different types of ionic liquids. J Hazard Mater. 2021; 401: 123267. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.123267.

Chamack M, Mahjoub AR, Aghayan H. Catalytic performance of vanadium-substituted molybdophosphoric acid supported on zirconium modified mesoporous silica in oxidative desulfurization. Chem Eng Res Des. 2015; 94: 565-572. https://doi.org/10.1016/j.cherd.2014.09.017.

Chen X, Song D, Asumana C, Yu G. Deep oxidative desulfurization of diesel fuels by Lewis acidic ionic liquids based on 1-n-butyl-3-methylimidazolium metal chloride. J Mol Catal A Chem. 2012; 359: 8-13. https://doi.org/10.1016/j.molcata.2012.03.014

التنزيلات

إصدار

القسم

article

كيفية الاقتباس

1.
ازالة الكبريت بالاكسدة العميقة باستخدام العامل المساعد المركب كيجن مع 1-ميثيل-3-أوكتيل إيميدازوليوم سداسي فلوروفوسفات. Baghdad Sci.J [انترنت]. [وثق 3 يوليو، 2024];21(12). موجود في: https://bsj.uobaghdad.edu.iq/index.php/BSJ/article/view/9245