Trong những năm gần đây, hàm lượng lưu huỳnh trong nhiên liệu là vấn đề được quan tâm vì những ảnh hưởng của nó đối với môi trường. Vì thế việc xử lý sâu lưu huỳnh của sản phẩm dầu đã được nghiên cứu và ứng dụng nhiều với những thế hệ xúc tác khác nhau trong qui trình xử lý lưu huỳnh.
Nâng cấp dầu nhiệt phân cao su thành DO
CBHD: PGS.TS Nguyễn Vĩnh Khanh HVTH: Trần Ngọc Bích Trang 23
4.1. Các phương pháp nâng cấp hàm lượng lưu huỳnh dầu nhiệt phân 4.1.1. Sử dụng hydro- hydrodesulfua (HDS)
HDS là phương pháp cổ điển được áp dụng để làm giảm lưu huỳnh từ nhiên liệu. Tuy nhiên, HDS đòi hỏi môi trường phản ứng khắc nghiệt- ở nhiệt độ cao và áp suất cao. Bên cạnh đó, HDS cũng chỉ có hiệu quả trong việc loại bỏ những hợp chất chứa lưu huỳnh như thiol, thioeter và disulfic, và không hiệu quả trong việc loại bỏ những hợp chất thơm chứa lưu huỳnh như thiophen và các dẫn xuất của thiophen.
4.1.2. Sử dụng chất lỏng ion
Phương pháp loại lưu huỳnh dùng chất lỏng ion được xem như qui trình hóa học xanh. Chất lỏng ion là những hợp chất không bay hơi, không gây cháy và có độ bền nhiệt cao nên ít ảnh hưởng đến môi trường.
Các chất lỏng ion thường được sử dụng như: 1-ethyl-3-methylimidazolium Tetrafluoroborate, 1-butyl-3-methylhexfluorophosphate, 1-butyl-3-
methylimidazoliumtetrafluoroborate, [BPy]BF4.
4.1.3. Sử dụng enzyme
Phương pháp loại bỏ những hợp chất chứa lưu huỳnh trong các sản phẩm nhiên liệu bằng con đường sinh học là phương pháp đang được quan tâm nghiên cứu.
Nâng cấp dầu nhiệt phân cao su thành DO
CBHD: PGS.TS Nguyễn Vĩnh Khanh HVTH: Trần Ngọc Bích Trang 24
4.1.4. Sử dụng chất hấp phụ
Những hợp chất chứa lưu huỳnh cũng có thể được loại bỏ bằng cách cho hấp phụ lên bề mặt chất hấp phụ. Chất hấp phụ thường được sử dụng là than hoạt tính. 4.1.5. Sử dụng chất oxi hóa
Trong sản phẩm dầu nhiệt phân cao su chứa nhiều hợp chất là dẫn xuất của benzothiophene. Một trong những cách thường được sử dụng để loại bỏ benzothiophene là phản ứng oxi hóa để chuyển benzothiophene thành benzothiophene sulfoxide hoặc benzothiophene sulfone có độ phân cực lớn hơn.
Sau đó những hợp chất này được loại bỏ khỏi hỗn hợp bằng cách sử dụng dung môi chiết hoặc chất hấp phụ.
4.2. Các công trình nghiên cứu liên quan
Năm 2009, nhóm tác giả Dishun Zhao, Yanan Wang và Erhong Duan đã sử dụng chất lỏng ion(IL) [BPy]BF4 và H2O2 được sử dụng để trích ly những hợp chất chứa lưu huỳnh gồm thiophen và Dibenzothiophen (DBT) trong dầu diesel thương mại và xăng. Hiệu suất loại Thiophen và DBT lần lượt là 78.5% và 84.3% ở nhiệt độ 55oC, trong thời gian 30 phút với tỷ lệ V(IL)/V(Oil) /V(H2O2) = 1:1:0.4 [7].
Năm 2006, nhóm tác giả [27] đã tiến hành phản ứng oxi hóa loại DBT trong dung dịch n-octan và những hợp chất chứa lưu huỳnh trong dầu
diesel thương mại bằng cách sử dụng H2O2 và xúc tác là than hoạt tính.
Hiệu quả loai bỏ lưu huỳnh trong dầu diesel thương mại (800 ppm S) càng tăng khi có mặt của than hoạt tính và axit fomic. Kết quả cho thấy, sản phẩm dầu sau quá trình oxi hóa sử dụng hệ H2O2 – than hoạt tính – axit fomic chứa 142 ppm S.
Nâng cấp dầu nhiệt phân cao su thành DO
CBHD: PGS.TS Nguyễn Vĩnh Khanh HVTH: Trần Ngọc Bích Trang 25
Năm 2009, nhóm tác giả Dusadee Bunthid, Pattarapan Prasassarakich, Napida Hinchiranan thuộc trường Đại học Chulalongkorn, Thái Lan đã nghiên cứu loại lưu huỳnh từ phân đoạn naptha của dầu nhiệt phân cao su bằng phương pháp hấp phụ lên bề mặt than nhiệt phân và loại được 75%
lưu huỳnh khi có mặt của H2O2 và acid formic ở điều kiện PH 4.0 [9].
Năm 2010, nhóm tác giả [28] đã khảo sát sự ảnh hưởng của sóng siêu âm trong việc hổ trợ phản ứng oxi hóa sử dụng H2O2 nhằm giảm hàm lượng lưu huỳnh có trong diesel thương mại và trong dầu nhiệt phân cao su. Hiệu suất loại lưu huỳnh đạt 99.7% và 89.0% đối với diesel thương mại và dầu nhiệt phân cao su khi sử dụng 2 thiết bị oxi hóa có hổ trợ siêu âm mắc nối tiếp kết hợp với 30g Al2O3 hấp phụ.