بهینه‌سازی پارامترهای میکروسینتیکی فرآیندهای گوگردزدایی اکسیداسیونی 4 و 6-دی‌متیل‌دی‌بنزوتیوفن با کمک امواج فراصوت و بدون امواج فراصوت از مدل دیزل

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

چکیده

باتوجه به مزایای فرآیندهای گوگردزدایی اکسایشی(ODS) وگوگردزدایی اکسایشی همراه با تابش امواج فراصوت(UAOD) برای صنعتی کردن این فرآیندها نیاز است تا سینتیک آنها مورد بررسی قرار گرفته و مدل‌سازی شود، تا بتوان آنها را در مقیاس نیمه صنعتی و صنعتی، شبیه‌سازی و طراحی کرد. از این‌رو در این پژوهش، مدل‌سازی میکروسینتیکی واکنش گوگردزدایی اکسایشی 4 و 6- دی‌متیل‌دی‌بنزوتیوفن(4,6-DMDBT) برروی کاتالیست مولیبدن با پایه آلومینا مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته است. جهت توصیف معادلات سینتیک واکنش، مکانیسم‌های لانگمویرهینشلوود و الی‌ریدل استفاده شده است. الگوریتم ژنتیک جهت بهینه‌سازی مورد استفاده قرار گرفت. باتوجه به نتایج مدل‌های لانگمویر هینشلوود و الی‌ریدل، مکانیسم لانگمویر هینشلوود رفتار سینتیکی فرآیندهای گوگردزدایی اکسایشی(ODS) وگوگردزدایی اکسایشی همراه با تابش امواج فراصوت(UAOD) را می‌تواند توضیح دهد. معادلات میکروسینتیکی و مرحله محدودکننده سرعت با توجه به نتایج مدل‌ها مشخص شده است.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Optimization of Micro Kinetics Parameters of Oxidative Desulfurization Processes of 4,6-Dimethyl Dibenzothiophene with Ultrasound Waves and without Ultrasound Waves from Model Diesel

نویسندگان [English]

  • Navid Abdoos
  • Azam Akbari
  • Mohammadreza omidkhah
  • Jafar Towfighi Darian
Chemical Engineering Faculty, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
چکیده [English]

According  to the benefits of oxidative desulfurization (ODS) and ultrasound assisted oxidative desulfurization (UAOD) processes and in order to industrialize these processes, it is necessary that the kinetics of these processes be studied and modeled, so as to be able to design and simulate them in semi industrial and industrial scale. Therefore, kinetics modeling of oxidative desulfurization reaction of 4,6-DMDBT over molybdenum catalyst supported on alumina has been investigated. For expression of reaction kinetics equations, Langmuir Hinshelwood and Eley Rideal mechanisms have been used. Genetic algorithm was used for optimization. Based on, Langmuir-Hinshelwood and Eley Rideal models results, Langmuir-Hinshelwood mechanism can describe the kinetic behavior of UAOD and ODS processes. Micro kinetics equations and rate determining step are identified according to the results of the models.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Oxidative Desulfurization
  • Ultrasound
  • Lngmuir Hinshelwood
  • Eley Rideal
  • Genetic Algorithm

[1]. Bej S. K. “Revamping of diesel hydrodesulfurizers: options available and futureresearch needs,” Fuel Process. Technol.,Vol. 23, No. 5, pp. 1503-1517, 2004.##

[2]. ثباتی م. ا.، "گوگردزدایی از برش‌های هیدروکربنی سبک به روش اکسیداسیون،" پایان‌نامه مقطع دکتری، دانشگاه صنعتی شریف، ایران، 1389.##

[3]. Breysse M., MariadassouG. D., Pessayre S., Geantet C., Vrinat M., Perot G. and Lemaire M., “Deep desulfurization: reactions, catalysts and technological challenges,” Catal. Today 84 (3/4), 129–138, 2003.##

[4]. Song C., “An overview of new approaches to deep desulfurization for ultra-cleangasoline, diesel fuel and jet fuel,” Catal. Today., Vol. 86, No. 1-4, pp. 211-263, 2003.##

[5]. Song C. and Ma X., “New design approaches to ultra-clean diesel fuels by deep desulfurization and deep dearomatization,” Appl. Catal. B: Environ., Vol. 41, No. 1/2, pp. 207-238, 2003.##

[6]. Grossman M. J., Lee M. K., Prince R. C., Berneno V. M., George G. N. and PickeringI J., “Deep desulfurization of extensively hydrodesulfurized middle distillateoil byRhodococcussp. Strain ECRD-1,” Appl. Environ. Microbiol.Vol. 97, No. 4, pp. 1949-1952, 2001.##

[7]. Reichmuth D. S., Hittle J. L., Blanch H. W. and Keasling J. D., “Biodelsulfurization ofdibenzothiophene inEscherichia coli is enhanced by expression of aVibrio harveyiexidoreductase,” Biotechnol. Bioeng. Vol. 67, No. 1, pp. 72-79, 1999.##

[8]. Strukul G.,“Catalytic Oxidations with Hydrogen Peroxide as Oxidant (Catalysisby Metal Complexes),” 1st ed., Springer Publishers, 2003.##

[9]. Kaczorowska K., Kolarska Z., Mitka K. and Kowalski P., “Oxidation of sulfides to sulfoxides. Part 2.Oxidation by hydrogen peroxide,” Tetrahedron. Vol. 61, No. 35, pp. 8315-8327, 2005.##

[10]. Jones C. W., Clark J. H., “Application of Hydrogen Peroxide and Derivatives,” 1st ed., Royal Society of Chemistry, Cambridge, 1999.##

[11]. Ramirez-Verduzco L. F., Torres-Garcia E., Gomez-Quintana R., Gonzalez-Pena V. and Murrieta-Guevara F., “Desulfurization of diesel by oxidation/extraction scheme:influence of the extraction solvent,” Catal. Today. Vol. 98, No. 1/2, pp. 289-294, 2004.##

[12]. Gunnerman R. W., “Continuous process for oxidative desulfurization of fossil fuels with ultrasound and products thereof,” U.S.Patent: 6500219, 2002.##

[13]. Gunnerman R. W., “Ultrasound-assisted desulfurization of fossil fuels in the presence of dialkyl ethers,” U.S. Patent: 6827844, 2004##

[14]. Yen T. F., Mei H. and Lu S. H. M., “Oxidative desulfurization of fossil fuels with ultrasound,” U.S. Patent: 6402939, 2002##

[15]. Akbari A., Omidkhah M. R. and Towfighi J., “Investigation of process variables and intensification effectsof ultrasound applied in oxidative desulfurization of model dieselover MoO3/Al2O3 catalyst,” Ultrasonic Sonochemistry. Vol. 21, No. 2, pp. 692-705, 2014.##

[16]. Mansoornejad B., Mostoufi N. and Jalali-Farahani F., “A hybrid GA-SQP optimization technique for determination of kinetic parameters of hydrogenation reactions,” Computers & Chemical Engineering, Vol. 32, No. 7, pp. 1447-1455, 2008.##