Научный руководитель: А.В. Акопян, ХФ МГУ
Сера, содержащаяся в топливе, сгорая, образует оксиды серы, которые способствуют образованию кислотных дождей и загрязнению воздуха. В нефтепереработке для удаления серосодержащих соединений в основном используется метод гидроочистки. Несмотря на высокую эффективность, данный метод имеет ряд недостатков. В первую очередь это образующийся сероводород, большие капитальные затраты на оборудование и катализаторы, а также жесткие условия протекания реакции (высокие температуры 350-400˚С и давление 3-4 МПа). Таким образом, ведутся научные работы по поиску и разработке новых безводородных методов обессеривания.
Цель нашей работы — исследование процесса аэробного окислительного обессеривания прямогонной дизельной фракции. Суть метода аэробного обессеривания заключается в окислении серосодержащих соединений до соответствующих сульфонов и извлечении их экстракционными или адсорбционными методами.
В настоящей работе мы проводили окисление прямогонной дизельной фракции с исходным содержанием серы 10 000 ppm кислородом воздуха. Сероочистку проводили барботированием воздуха в реакционную смесь через стеклянную трубку с пористым фильтром в присутствии катализатора на основе молибдата железа и инициатора трет-бутилгидропероксида (ТБГП). По окончании реакции отделяли смесь от катализатора с помощью центрифугирования. Извлечение окисленных серосодержащих соединений проводили с помощью метода экстракции (экстрагент — метанол в соотношении 1:1(об.)). Содержание серы в исходном и окисленном сырье проводили на рентгенофлоуресцентном анализаторе серы АСЭ-2.
В ходе работы исследовали влияние температуры, количества катализатора и инициатора на степень обессеривания. Полученные результаты приведены в таблице 1.
Таблица 1. Результаты исследования аэробного окислительного обессеривания прямогонной дизельной фракции.
| 1. Влияние инициатора на степень обессеривания.
Условия: 150°С, 30 мл дизеля, 50мг Fe2(MoO4)3, 1% t-BuOOH, 1200об/мин, 6 л/ч. |
|||||
| Степень обессеривания, % | Без инициатора | С инициатором | |||
| 13,6% | 29,4% | ||||
| 2. Влияние количества катализатора на степень обессеривания:
Условия: 150°С, 30 мл дизеля, 1% инициатора, 1200 об/мин, 6л/ч, экстракция CH3OH. |
|||||
| Количество катализатора, мг | 0 мг | 50 мг | 100мг | 500мг | |
| Степень обессеривания, % | 22% | 29,4% | 39,8% | 40,5% | |
| 3. Влияние температуры на степень обессеривания:
Условия: 30 мл дизеля, 1200 об/мин, 6 л/ч, 100 мг катализатора Fe2(MoO4)3, 1% инициатора t-BuOOH, экстракция CH3OH. |
|||||
| Температура, °C | 120°C | 150°C | 170°C | ||
| Степень обессеривания, % | 28% | 39,8% | 36,6% | ||
В результате проделанной работы мы обнаружили, что оптимальными условиями реакции окислительного обессеривания прямогонной дизельной фракции являются T = 150°С, mкат = 100 мг катализатора и 1% инициатора. Степень обессеривания прямо пропорционально зависит от количества катализатора и инициатора.
Список литературы:
- Акопян А.В. Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, химический факультет. Диссертация на соискание ученой степени доктора химических наук. Каталитическое окислительное обессеривание углеводородного сырья. 2022г. С.7-18,19-26,238-243.
- Есева Е.А., Акопян А.В., Анисимов А.В., Максимов А.Л. Окислительное обессеривание углеводородного сырья с использованием кислорода как окислителя (обзор) // Нефтехимия. — 2020. — Т.60. — № 5. — С. 586-599.
- Анисимов А.В., Тараканова А.В. Окислительное обессеривание углеводородного сырья (обзор) // Нефтехимия. 2018, с. 1-9.
- Шарипов А.Х., Нигматуллин В.Р. Химия и технол. топлив и масел, 2005, № 4, с. 42—43.
- Iqrash Shafiq, Sumeer Shafique, Parveen Akhter, ManzarIshaq, Wenshu Yang, Murid Hussain. Recent breakthroughs in deep aerobic oxidative desulfurization of petroleum refinery products // Journal of Cleaner Production. V. 294. P. 1-17.