РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ПРОЦЕССА АДСОРБЦИОННОЙ СЕРООЧИСТКИ БЕНЗИНОВОЙ ФРАКЦИИ В ПРИСУТСТВИИ СИЛИКАГЕЛЯ, МОДИФИЦИРОВАННОГО ПИВАЛАТОМ ЦИНКА(II)
Аннотация
В работе представлены результаты теоретического и экспериментального исследования эффективности адсорбционной сероочистки углеводородных моторных топлив с применением силикагеля, модифицированного пивалатом цинка(II). Показана целесообразность применения порошкообразного силикагеля в процессе удаления токсичных и высококоррозионно-активных сероводорода и тиолов. На основании установленных в лабораторных условиях эффективных параметров адсорбционной сероочистки предложена принципиальная технологическая схема процесса удаления кислых сернистых соединений из бензиновой фракции при температуре 25 ℃ и давлении близком к атмосферному. Показана возможность сольвентной регенерации насыщенного адсорбента процесса сероочистки при температуре 25 ℃ и давлении близком к атмосферному. Наиболее эффективным сольвентом процесса регенерации является изопропиловый спирт. Для поддержания активности и стабильности адсорбента в процессе сероочистки в принципиальной технологической схеме предусмотрена ультразвуковая подпитка регенерированного адсорбента насыщенным раствором модификатора с последующей сушкой топливным газом. Восстановление изопропилового спирта после промывки насыщенного адсорбента осуществляется дистилляцией при температуре 90 ℃ и давлении близком к атмосферному. Технология на основе адсорбции поглотителем, состоящим из носителя и полиядерного карбоксилатного комплекса переходного металла, позволяет проводить удаление серосодержащих соединений непосредственно в потоке сырья. В качестве основного аппарата процесса адсорбционной сероочистки предложен реактор с суспензионным слоем адсорбента. Разделение и промывка суспензии адсорбента с очищаемым топливом происходит в барабанных вакуумных фильтрах. Полученный в процессе очистки концентрат сернистых соединений возможно использовать в качестве исходного сырья в химических и нефтехимических процессах с целью получения практически важных серосодержащих соединений.
Для цитирования:
Камышникова А.С., Охлобыстин А.О., Каратун О.Н., Стороженко В.Н., Зорина-Тихонова Е.Н., Берберова Н.Т. Разработка принципиальной технологической схемы процесса адсорбционной сероочистки бензиновой фракции в присутствии силикагеля, модифицированного пивалатом цинка(II). Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2023. Т. 66. Вып. 2. С. 92-99. DOI: 10.6060/ivkkt.20236602.6705.
Литература
Kitashov Y.N., Nazarov A.V. Zorya E.I., Muradov A.V. Alternative Methods for the Removal of Sulfur Compounds from Petroleum Fractions. Chem. Technol. Fuels Oils. 2019. V. 55. N 5. P. 584-589. DOI: 10.1007/s10553-019-01070-0.
Pivovarova N.A., Berberova N.T., Shinkar E.V., Akishina E.S. Promising technology for removal and disposal of hydrogen sulfide from fuel oil. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2020. V. 63. N 8. P. 39-53 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20206308.6143.
Seidova S.A. Extraction methods of cleaning of motor fuel. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2019. V. 62. N 10. P. 30-39 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20196210.5941.
Glagoleva O.F., Kapustin V.M. Improving the efficiency of oil treating and refining processes (Review). Petrol. Chem. 2020. V. 60. N 11. P. 1207-1215. DOI: 10.1134/S0965544120110092.
Energy strategy of Russia until 2035. It is approved by the order of the Government of the Russian Federation N 1523-p of 09.06.2020 (in Russian). https://minenergo.gov.ru/node/1026.
Crandall B.S., Zhang J., Stavila V., Allendorf M.D., Li Z. Desulfurization of liquid hydrocarbon fuels with mi-croporous and mesoporous materials: metal organic frame-works, zeolites and mesoporous silicas. Ind. Eng. Chem. Res. 2019. V. 58. N 42. P. 19322-19352. DOI: 10.1021/acs.iecr.9b03183.
Saha B., Vedachalam S., Dalai A.K. Review on recent advances in adsorptive desulfurization. Fuel Process. Technol. 2021. V. 214. P. 106685. DOI: 10.1016/j.fuproc.2020.106685.
Ganiyu S.A., Lateef S.A. Review of adsorptive desulfurization process: Overview of the non-carbonaceous materials, mechanism and synthesis strategies. Fuel. 2021. V. 294. P. 120273. DOI: 10.1016/j.fuel.2021.120273.
Zhao S., Yi H., Tang X., Gao F., Zhang B., Wang Z., Zuo Y. Methyl mercaptan removal from gas streams using metal-modified activated carbon. J. Clean. Prod. 2015. V. 87. P. 856-861. DOI: 10.1016/j.jclepro.2014.10.001.
De Aguiar M.F., Coelho G.L.V. Adsorption of sulfur compounds from natural gas by different adsorbents and desorption using supercritical CO2. J. Environ. Chem. Eng. 2017. V. 5. N 5. P. 4353-4364. DOI: 10.1016/j.jece.2017.07.079.
Dehghan R., Anbia M. Zeolites for Adsorptive Desulfurization from Fuels: A Review. Fuel Process. Technol. 2017. V. 167. P. 99-116. DOI: 10.1016/j.fuproc.2017.06.015.
Georgiadis A.G., Charisiou N.D., Gaber S., Polychronopoulou K., Yentekakis I.V., Goula M.A. Adsorp-tion of Hydrogen Sulfide at Low Temperatures Using an Industrial Molecular Sieve: An Experimental and Theoretical Study. ACS Omega. 2021. V. 6. N 23. P. 14774-14787. DOI: 10.1021/acsomega.0c06157.
Sui R., Lesage K.L., Carefoot S.K., Fürstenhaupt T., Rose C.J., Marriott R.A. Selective Adsorption of Thiols Using Gold Nanoparticles Supported on Metal Oxides. Langmuir. 2016. V. 32. N 36. P. 9197-9205. DOI: 10.1021/acs.langmuir.6b02497.
Gupta N.K., Bae J., Kim S., Kim K.S. Fabrication of Zn-MOF/ZnO nanocomposites for room temperature H2S removal: Adsorption, regeneration, and mechanism. Chemosphere. 2021. V. 274. P. 129789. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2021.129789.
Ma X., Liu H., Li W., Peng S., Chen Y. Reactive adsorption of low concentration methyl mercaptan on a Cu-based MOF with controllable size and shape. RSC Adv. 2016. V. 6. N 99. P. 96997-97003. DOI: 10.1039/C6RA18593B.
Peng S., Li W., Deng Y., Li W., Ma X., Chen Y. Removal of low concentration CH3SH with regenerable Cu-doped mesoporous silica. J. Colloid Interface Sci. 2018. V. 513. P. 903-910. DOI: 10.1016/j.jcis.2017.12.005.
Cao X., Lu J., Zhao Y., Tian R., Zhang W., He D., Luo Y. Promotional Effects of Rare-Earth Praseodymium (Pr) Modification over MCM-41 for Methyl Mercaptan. Catalytic Decomposition. Processes. 2021. V. 9. P. 400. DOI: 10.3390/pr9020400.
Okhlobystin A.O., Kamyshnikova A.S., Oleinikova K.V., Storozhenko V.N., Pashchenko K.P., Berberova N.T. Theoretical and experimental study of the adsorption capacity of transition metal acetates in the process of desulfurization of a model hydrocarbon fuel. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2021. V. 64. N 12. P. 98-104. DOI: 10.6060/ivkkt.20216411.6518.
Okhlobystin A.O., Eremenko I.L., Storozhenko V.N., Oleinikova K.V., Kamyshnikova A.S., Pashchenko K.P., Shinkar’ E.V., Zorina-Tikhonova E.N., Kiskin M.A., Baranchikov A.E., Kottsov S.Yu., Berberova N.T. Removal of acidic-sulfur-containing components from gasoline fractions and their simulated analogues using silica gel modi-fied with transition-metal carboxylates. ACS Omega. 2021. V. 6. N 36. P. 23181-23190. DOI: 10.1021/acsomega.1c02777.
Okhlobystin A.O., Kamyshnikova A.S., Oleinikova K.V., Pashchenko K.P., Storozhenko V.N., Kiskin M.A., Berberova N.T., Eremenko I.L. Simulation of Sorption Purification of Hydrocarbon Fuel from Sulfur Compounds with Transition-Metal Pivalates. Theor. Found. Chem. Eng. 2022. V. 54. N 1. С. 84-91. DOI: 10.1134/S0040579522010067.
