اصلاح کلینوپتیلولیت به عنوان یک زئولیت طبیعی با نانو ذرات مس (ii) اکسید و استفاده از آن در گوگردزدایی نفت سفید

گوگرد یکی از مواد نا مطلوب در ترکیبات نفتی است که به دلیل تبدیل به اکسیدهای گوگردی، که یکی از منابع اصلی باران های اسیدی و آلودگی هوا می باشد، توجه زیادی را در سطح جهانی به خود جلب کرده است [24]. گوگرد سبب مسمومیت کاتالیزورهای گران قیمت واحدهای مختلف صنعتی شده و باعث کاهش بسیار شدید و یا حتی از بین رفتن کامل فعالیت آن ها می گردد [25]. مولکول های دارای سولفور در نفت خام و برش های نفتی عمدتاٌ شامل دی سولفید هیدروژن، مرکاپتان ها، تیوفن ها و آلکیل تیوفن ها هستند. در پالایشگاه نفت با استفاده از روش سولفورزدایی هیدروژنی در شرایط عملیاتی سخت (200 تا 500 درجه ی سانتیگراد و فشار 30 تا bar60) غلظت سولفور موجود در برش های نفتی (بنزین، نفت سفید، ...) را کاهش می دهند. غلظت سولفور در ابتدا در حدود 10000 تا ppm 15000 است که بعد از فرآیند سولفورزدایی هیدروژنی به کمتر از ppm 10 کاهش می یابد. اما در طول این فرایند، وقتی غلظت سولفور به حدود 300 تا ppm 500 می رسد مشکلات عدیده ای به وجود می آید. زیرا در این محدوده ی غلظتی، منبع اصلی آلودگی سولفور ترکیبات تیوفنی واجد گروه های آلکیل یا فنیل می باشند که، به دلیل در گیر بودن اتم سولفور در حلقه ی آروماتیک تیوفنی و ممانعت فضایی ایجاد شده توسط شاخه ی آلکیلی، مقاومت بسیار زیادی در برابر فرآیند سولفورزدایی هیدروژنی از خود نشان می دهند. این مقاومت، شرایط فرآیند سولفورزدایی هیدروژنی را از لحاظ فشار و دما سخت تر کرده و هزینه ی آن را افزایش می دهد. این موضوع باعث شده سولفورزدایی در دو مرحله انجام شود که در مرحله ی اول غلظت سولفور به حدود 300 تا ppm 500 رسیده و در مرحله ی دوم با روش سولفورزدایی هیدروژنی عمیق غلظت سولفور به کمتر از ppm10 کاهش می یابد ولی، شرایط واکنش همچنان هزینه بر و سخت است [27،26]. به دلیل این مشکلات، روش های جایگزین متعددی که بتوانند در شرایطی ملایم تر، کم هزینه تر و کم خطرتر غلظت سولفور را به کمتر از ppm 10 کاهش دهند مورد توجه و مطالعه قرار گرفته اند [31-28]. از آنجایی که نفت سفید از تقطیر نفت خام تولید می شود بنابراین ترکیبات گوگردی موجود در نفت خام در این محصول هم وجود دارد. به علت مشکلاتی که ترکیبات گوگردی موجود در نفت سفید ایجاد می کنند، جداسازی این ترکیبات از آن ضروری می باشد. گوگرد در حین سوختن تبدیل به so2و so3شده که در صورت سرد شدن روی جداره دستگاه ها می نشیند و با تشکیل اسید سولفوریک باعث خوردگی می شود. تکنولوژی شیرین سازی و یا گوگردزدایی نفت سفید و دیگر محصولات نفت به نوع ترکیبات گوگردی که در آن ها وجود دارد، بستگی دارد. پنج فرآیند اساسی که برای شیرین سازی و یا گوگردزدایی وجود دارند عبارتند از: واکنش های اکسیداسیون ، استخراج حلال ، جذب سطحی ، کاتالیزور فلزی ، گوگردزدایی با هیدروژن [32]. در این تحقیق با اصلاح زئولیت طبیعی کلینوپتیلولیت با سورفکتانت و نانو ذرات اکسید مس، از آن ها به عنوان جاذب برای بررسی میزان جذب ترکیبات آلی فرار و ترکیبات گوگرد دار در نفت سفید استفاده می شود. به منظور افزایش میزان جذب، پارامتر هایی نظیر، غلظت جذب شونده، مقدار جاذب و سورفکتانت به روش gc- ms مورد بررسی قرار می شود. نتایج نشان داد که حدود 40 درصد ترکیبات آلی فرار از نفت سفید توسط زئولیت اصلاح شده جذب شدند. همچنین زئولیت کلینوپتیلولیت توسط نانوذرات اکسید مس اصلاح شد و از آن برای حذف گوگرد از نفت سفید مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد که 30 درصد گوگرد از نفت سفید حذف گردید.