3 c
4.4. Xác đӏnh hàm lưӧng lưu huǤnh bҵng phương pháp huǤnh quang tӱ ngoҥi (ASTM
(ASTM D5453 ± 08).
,-./01
Mүu HC hoһc đưӧc bơm trӵc tiӃp hoһc đưӧc đưa vào thuyӅn chӭa mүu. Sau đó mүu hoһc thuyӅn đưӧc đưa vào ӕng đӕt ӣ nhiӋt đӝ cao. Ӣ đó lưu huǤnh đưӧc oxy hóa thành SO2 trong khí quyӇn giàu oxy. Nưӟc tҥo thành trong quá trình đӕt mүu đưӧc loҥi bӓ và khí đӕt mүu đưӧc đem tiӃp xúc vӟi tia sáng tӱ ngoҥi.
SO2 trong khí này hҩp thө năng lưӧng tӯ tia tӱ ngoҥi và chuyӇn thành SO2 hoҥt đӝng (ӣ mӭc kích thích).
Tia huǤnh quang phát ra tӯ SO2 đã bӏ kích thích khi nó quay lҥi trҥng thái bӅn đưӧc phát hiӋn bӣi bӝ nhұn quang và tín hiӋu nhұn đưӧc cho biӃt lưӧng S chӭa trong mүu.
3 c
Hàm lưӧng lưu huǤnh trong nguyên liӋu và trong sҧn phҭm phҧn ӭng đưӧc xác đӏnh trên máy phân tích lưu huǤnh. HiӋu suҩt chiӃt các hӧp chҩt chӭa lưu huǤnh trong điêzen đưӧc xác đӏnh như sau :
100 8 8 8 ³ Trong đó :
X : hiӋu suҩt chiӃt lưu huǤnh %.
S : hàm lưӧng lưu huǤnh tәng ban đҫu. S0 : hàm lưӧng lưu huǤnh cuӕi.
Trong trưӡng hӧp điêzen có hàm lưӧng lưu huǤnh = 498 ppm .
!'#(. ThiӃt bӏ điӅu khiӇn đo làm lưӧng S
Máy phân tích S Oxy nén Lò nung Hӛn hӧp khí mang và oxy Ӕng phun trӵc tiӃp Xyring
3 c
CHƯƠNG 5. KӂT QUҦ VÀ THҦO LUҰN
Sau khi tәng hӧp, chҩt lӓng ion [BPy]Ac đưӧc sӱ dөng làm dung môi chiӃt các hӧp chҩt lưu huǤnh trong điêzen thương phҭm chӭa 498 ppm lưu huǤnh. Ҧnh hưӣng cӫa mӝt sӕ yӃu tӕ quan trӑng đӃn quá trình như: tӍ lӋ dҫu mүu/IL, sӕ lҫn chiӃt, nhiӋt đӝ, sӕ vòng khuҩy, thӡi gian chiӃt«đã đưӧc nghiên cӭu đӇ tìm ra điӅu kiӋn chiӃt phù hӧp.
5.1. Ҧnh hưӣng cӫa lưӧng chҩt lӓng ion [cPy]Ac đӃn kh năng chiӃt lưu huǤnh
Nӗng đӝ chҩt lӓng ion [BPy]Ac trong hӛn hӧp chiӃt có ҧnh hưӣng mҥnh đӃn hiӋu suҩt tách lưu huǤnh ra khӓi dҫu. Do hҵng sӕ phân bӕ cӫa các hӧp chҩt chӭa S trong mӝt IL nhҩt đӏnh và dҫu là cӕ đӏnh. NӃu dùng ít IL thì hiӋu suҩt chiӃt thҩp; do đó, đӇ loҥi sâu S cҫn thӵc hiӋn quá trình chiӃt lһp lҥi nhiӅu lҫn gây tӕn kém thӡi gian, phӭc tҥp hóa quá trình. NӃu dùng nhiӅu IL thì viӋc thu hӗi IL lҥi phӭc tҥp và tӕn kém. Vì vұy, cҫn phҧi nghiên cӭu mӭc đӝ ҧnh hưӣng cӫa lưӧng IL dùng đӇ chiӃt đӃn hiӋu suҩt chiӃt. Các thí nghiӋm đưӧc thӵc hiӋn ӣ cùng điӅu kiӋn vӟi tӍ lӋ thӇ tích IL và dҫu mүu thay đәi. KӃt quҧ chӍ ra ӣ bҧng 5.1 và biӇu đӗ hình 5.1.
c ng 5.1 Ҧnh hưӣng cӫa tӍ lӋ dҫu/IL đӃn kh năng chiӃt S cӫa IL [cPy]Ac
ĐiӅu kiӋn nhiӋt đӝ là 30oC, tӕc đӝ khuҩy là 50 vòng/phút
TӍ lӋ cӫa dҫu/IL (V) 1:1 2:1 3:1 Hàm lưӧng lưu huǤnh sau khi chiӃt (ppm) 29 37 45 HiӋu suҩt chiӃt lưu huǤnh (%) 94,2 92,6 91
KӃt quҧ cho thҩy IL [BPy]Ac có khҧ năng chiӃt các hӧp chҩt S trong dҫu, hàm lưӧng S trong dҫu giҧm tӯ 498 ppm xuӕng còn 29 ppm (H = 94,2 %) chӍ sau mӝt lҫn chiӃt. Đây là kӃt quҧ rҩt khҧ quan khi so sánh vӟi phương pháp loҥi S bҵng HDS vӟi xúc tác mӟi. Theo Ngô Hà Sơn và cӝng sӵ thì hiӋu suҩt loҥi S chӍ đҥt 82% trên xúc tác CoMo/Al2O3 [24]. Khi dùng IL thì không cҫn dùng H2 nên có thӇ thӵc hiӋn ӣ áp suҩt thҩp, nhiӋt đӝ thưӡng. Khi giҧm thӇ tích IL dùng đӇ chiӃt 2 và 3 lҫn thì hiӋu suҩt giҧm tӯ 94,2 % xuӕng còn 92,6 % và 91% tương ӭng. Sӵ giҧm này không nhiӅu do đó khi thӵc hiӋn vӟi quy mô lӟn thì có thӇ thӵc hiӋn vӟi tӍ lӋ thӇ tích IL nhӓ đӇ giҧm chi phí. Khi đó, quá trình chiӃt cҫn lһp lҥi nhiӅu lҫn hơn.
3 c
Theo lý thuyӃt cӫa quá trình chiӃt thì mӭc đӝ tách càng cao nӃu thӵc hiӋn chiӃt lһp lҥi càng nhiӅu lҫn. ViӋc chia nhӓ mӝt lưӧng dung môi đӇ chiӃt nhiӅu lҫn cho hiӋu suҩt tách cao hơn viӋc chiӃt 1 lҫn vӟi chính lưӧng dung môi đó.
Xuҩt phát tӯ lý thuyӃt đó chúng tôi đã tiӃn hành chiӃt lһp lҥi 1 mүu dҫu vӟi IL [BPy]Ac.
5.2. HiӋu suҩt chiӃt lưu huǤnh qua các lҫn chiӃt.
KӃt quҧ loҥi lưu huǤnh trong dҫu thương phҭm cӫa [BPy]Ac đưӧc thӵc hiӋn qua 3 giai đoҥn đưӧc thӇ hiӋn qua bҧng 5.2 và hình 5.2. Có thӇ thҩy rҵng nӗng đӝ lưu huǤnh cӫa dҫu mүu giҧm tӯ 498 ppm đӃn 7 ppm sau 3 lҫn chiӃt lһp lҥi.
Như vұy, chӍ sau 3 lҫn chiӃt dùng IL [BPy]Ac hàm lưӧng S trong điêzen thương phҭm cӫa ViӋt Nam đã đҥt tiêu chuҭn cӫa Châu Âu (< 10 ppm). KӃt quҧ này cũng tương tӵ như kӃt quҧ thu đưӧc khi sӱ dөng chҩt lӓng ion [BPy]BF4, hàm lưӧng S giҧm tӯ 498 ppm xuӕng còn 18 ppm sau 5 lҫn chiӃt [25].
!#"# ciӇu đӗ thӇ hiӋn sӵ nh hưӣng cӫa tӍ lӋ thӇ tích mүu dҫu/IL
3 c
c ng 5.2 Ҧnh hưӣng cӫa sӕ lҫn chiӃt đӃn hiӋu suҩt chiӃt lưu huǤnh
(ĐiӅu kiӋn 30oC, tӕc đӝ khuҩy 50 vòng/phút)
Sӕ lҫn chiӃt Lҫn 1 Lҫn 2 Lҫn 3
(ngoҥi suy)
Hàm lưӧng lưu huǤnh còn lҥi (ppm) 29 18 7
HiӋu suҩt chiӃt đҥt đưӧc sau các lҫn
chiӃt (%) 94,2 96,4 98,6
Khҧ năng tái sinh và tái sӱ dөng cӫa xúc tác cũng như dung môi trong các quá trình hóa hӑc là mӝt tính chҩt quan trӑng chӍ đӭng sau hoҥt tính. Tính chҩt này quyӃt đӏnh xúc tác hay dung môi đó có đưӧc dùng trong công nghiӋp hay không. Xúc tác hay dung môi có khҧ năng tái sinh và tái sӱ dөng sӁ tiӃt kiӋm chi phí đӇ tәng hӧp chúng.
3 c
Ngoài ra, viӋc tái sinh xúc tác và dung môi còn tránh đưӧc viӋc thҧi ra môi trưӡng mӝt lưӧng lӟn chҩt thҧi làm ҧnh hưӣng đӃn môi trưӡng.
Trong đӅ tài này, chҩt lӓng ion sau khi dùng đӇ chiӃt các hӧp chҩt lưu huǤnh trong dҫu đưӧc tái sinh bҵng dung môi thích hӧp. Sau khi tái sinh chҩt lӓng ion lҥi đưӧc dùng đӇ chiӃt S trong dҫu điêzen.
5.3 Sӵ tái sinh chҩt lӓng ion [cPy]Ac.
KӃt quҧ cӫa sӵ loҥi lưu huǤnh cӫa chҩt lӓng ion sau khi tái sinh đưӧc thӇ hiӋn trong bҧng 5.3 và hình 5.3
c ng 5.3 Ҧnh hưӣng cӫa tӍ lӋ dҫu mүu/IL đӃn kh năng chiӃt S cӫa IL [cPy]Ac (chҩt lӓng ion đã đưӧc tái sӱ dөng)
ĐiӅu kiӋn nhiӋt đӝ là 30oC, tӕc đӝ khuҩy là 50 vòng/phút
TӍ lӋ cӫa dҫu/IL (V) 1 2 3 (ngoҥi suy) Hàm lưӧng lưu huǤnh sau khi
chiӃt (ppm)
56 65 74 HiӋu suҩt chiӃt lưu huǤnh (%) 88,8 87 85,2
3 c
Õ 32/23034567894-:12/2#
c ng 5.4 HiӋu suҩt chiӃt S trong điêzen cӫa IL trưӟc và sau khi tái sinh.
TӍ lӋ thӇ tích dҫu mүu/IL HiӋu suҩt chiӃt S (%)
Chҩt lӓng ion sҥch Chҩt lӓng ion tái sinh
1 94,2 88,8 2 92,6 87 3 (ngoҥi suy) 91 85,2
!#&# ciӇu đӗ thӇ hiӋn sӵ nh hưӣng cӫa tӍ lӋ thӇ tích dҫu mүu/IL sau khi tái sӱ dөng IL
3 c
So vӟi hiӋu suҩt chiӃt cӫa IL sҥch thì hiӋu suҩt chiӃt cӫa IL sau khi tái sinh lҫn 1 thҩp hơn mӝt ít. KӃt quҧ tương tӵ khi thay đәi tӍ lӋ thӇ tích cӫa dҫu/IL.
Như vұy, vӟi các quá trình liên tөc ngưӡi ta có thӇ tính toán đӇ tái sinh IL mӝt cách hӧp lý đӇ tiӃt kiӋm chi phí.
Trong các nghiên cӭu tiӃp theo tôi sӁ tiӃp tөc tái sinh dung môi lҫn 2, lҫn 3,« đӇ xem xét tuәi thӑ cӫa dung môi.
!#'# HiӋu suҩt chiӃt S trong điêzen cӫa IL [cPy]Ac trưӟc và sau khi tái sinh
! : !8 :
a
b
3 c
KӂT LUҰN
Qua quá trình thӵc tұp tӕt nghiӋp tҥi phòng thí nghiӋm Lӑc Hóa Dҫu, bӝ môn Lӑc Hóa Dҫu, khoa Dҫu Khí, Đҥi Hӑc Mӓ Đӏa Chҩt Hà Nӝi. Đưӧc sӵ giúp đӥ, hưӟng dүn tұn tình cӫa tiӃn sĩ Bùi Thӏ LӋ Thӫy giҧng viên Bӝ môn Lӑc Hóa Dҫu, và qua quá trình tìm hiӇu, nghiên cӭu cӫa bҧn thân. Tôi đã hoàn thành đӗ án tӕt nghiӋp cӫa mình vӟi đӅ tài: ³ nghiên cӭu khҧ năng loҥi sâu lưu huǤnh trong dҫu bҵng phương pháp chiӃt vӟi chҩt lӓng ion¶¶. Các kӃt quҧ đҥt đưӧc cӫa đӗ án cө thӇ như sau:
- Tәng hӧp thành công IL [BPy]Ac làm dung môi cho quá trình chiӃt S.
- Chҩt lӓng ion [BPy]Ac có khҧ năng loҥi các hӧp chҩt S trong điêzen thương phҭm. Hàm lưӧng S giҧm tӯ 498 ppm xuӕng còn 18 ppm sau 2 lҫn chiӃt.
- Sau khi tái sinh khҧ năng chiӃt cӫa IL giҧm không đáng kӇ, như vұy IL có khҧ năng tái sinh và tái sӱ dөng cao.
Nhӳng nghiên cӭu bưӟc đҫu cho thҩy chҩt lӓng ion tәng hӧp đưӧc có khҧ năng loҥi các hӧp chҩt lưu huǤnh trong điêzen. Quá trình có thӇ thӵc hiӋn ӣ áp suҩt thҩp, nhiӋt đӝ thưӡng nên giҧm đưӧc chi phí đҫu tư cho thiӃt bӏ. Chҩt lӓng ion gҫn như không bay hơi nên không bӏ mҩt mát dung môi. Ngoài ra, IL có khҧ năng tái sinh và tái sӱ dөng cao nên tránh lãng phí dung môi và giҧm ô nhiӉm môi trưӡng. ĐӇ mӣ rӝng thành qui mô lӟn hơn, cҫn phҧi có nhiӅu nghiên cӭu sâu hơn đӇ tìm ra điӅu kiӋn tӕi ưu, quy trình chiӃt, tái sinh IL hӧp lý. ĐӅ xuҩt nghiên cӭu thêm sӵ ҧnh hưӣng cӫa tӕc đӝ khuҩy, thӡi gian chiӃt, nhiӋt đӝ chiӃt đӇ tìm ra hiӋu suҩt tӕi ưu nhҩt cho quá trình chiӃt lưu huǤnh khӓi dҫu; tiӃp tөc chiӃt nhiӅu lҫn đӇ hơn nӳa đӇ tìm ra tuәi thӑ cӫa dung môi [BPy]Ac. TiӃn hành thӱ nghiӋm trên quy mô pylot.
3 c
TÀI LIӊU THAM KHҦO
[1]. Ma X., Sakanishi K., Mochida., Ind Engng Chem Res 33, 1994, p218.
[2]. Knudsen K.G., Cooper B.H., Topsoe H., Appl Catal A: Gen 189, 1999, p205.
[3]. Vasudevan P.T., Fiero J.L.G., Catal Rev Sci Engng 38, 1996, p16.
[4]. NguyӉn Hӳu Trӏnh, Luұn án TiӃn sĩ Hoá hӑc ³Nghiên cӭu điӅu chӃ các dҥng hydroxit nhôm, oxit nhôm và ӭng dөng trong công nghiӋp lӑc hoá dҫu´. Trưӡng ĐH Bách Khoa Hà Nӝi, 2002.
[5]. Gerritsen L., Stoop F., Low P., Towsen J., Waterfield D. Holder K., WEFA Conference, Berlin, Germany, June 2000.
[6].Mayo S., Plantenga F., Leliveld B., Miyauchi Y.A., NPRA 2001 Annual Meeting, AM ± 01 ± 09, New Orleans, March 18 ± 20, 2001.
[7]. Miller R. B. , Marics A. , ³Petr Tech Quart´, 2, 69, 200. [8]. Gate B.C., Topsoe H., Polyhedron 16, 1997, p321.
[9]. Mayo S., Brevoord E., Gerritsen L., Plantenge F., Hydrocarbon Process 2, 2001, 84A.
[10]. TS. Vũ Thӏ Thu Hà, ³Nghiên cӭu công nghӋ Hydrodesulfua hoá sâu các phân đoҥn dҫu mӓ nhҵm tăng tuәi thӑ cӫa đӝng cơ, giҧm sӵ ô nhiӉm môi trưӡng do các khí thҧi đӝng cơ có chӭa lưu huǤnh´. ĐӅ tài Tәng công ty Hoá chҩt ViӋt Nam, 2005.
[11]. Optimization of oxidative desulfurization of dibenzothiophene using acidic ionic liquid as catalytic solvent.
[12]. Desulfurization of Diesel Fuel by Extraction with [BF4]í-based Ionic Liquids.
[13]. An overview of new approaches to deep desulfurization for ultra-clean gasoline, diesel fuel and jet fuel.
[14].N. Yamanaka, R. Kawano, W. Kubo, T. Kitamura, Y. Wada, M. Watanabe and S. Yanagida: Ionic liquid crystal as a hole transport layer of dyesensitized solar cells. Chem. Commun. 2005, 740-742.
[15]. http://www.hoahocvietnam.com/Home/Thao-luan/Chat-long-ion-Ionic- Liquids-Ils.html.
3 c
[16]. J. G. Huddleston, A. E. Visser, W. M. Reichert, H. D. Willauer, G. A. Broker and R. D. Rogers: Characterization and comparison of hydrophilic and hydrophobic room temperature ionic liquids.
[17]. K. N. Marsh, A. Deev, A. C. T. Wu, E. Tran and A. Klamt: Room temperature ionic liquids as replacement for conventional solvents ± a review. Korean J. Chem. Eng. 19 (2002), 357-362.
[18]. Z. G. Lei, C. Y. Li, B.H, Chen, Sep, purif, Ref, 32 (2003) 121. [19]. M.Sller, R. Hirsch, Alchel j.50 (2004) 2439.
[20]. Brevoord E., Gerritsen L., Plantenge F., The European Refinery Technology Conference Rome Italy, November 13 ± 15, 2000.
[21]. Mochizuki, sugawara, energy fuels 22 (2008) 3303.
[22]. L Alonso, A. Arce, M. francico, o.rodriguez, A. soto, 53 (2007).
[23]. các quá trình thiӃt bӏ trong công nghӋ hóa chҩt và thӵc phҭm, 195 (2003). [24]. Desulfurization of gasoline by extraction with N-alkyl-pyridinium-based ionic liquids.
[25]. Ngô Hà Sơn, đӗ án tӕt nghiӋp (2009).
[26]. Extraction of organic compounds with room temperature ionic liquids.
[27]. (Liquid + liquid) equilibria of [C8mim][NTf2] ionic liquid with a sulfur- component and hydrocarbons.
3 c