بررسی کاتالیست های دارای وانادیم اکسید در فرایند گوگردزدایی اکسایشی برای حذف دی بنزوتیوفن

فرایند گوگردزدایی اکسایشی (ods) به عنوان مکملی مناسب برای فرایند گوگردزدایی هیدروژنی (hds) برای حذف ترکیب‌های گوگردی مقاوم مانند بنزوتیوفن، دی بنزوتیوفن و مشتقات آلکیلی آن ها محسوب می شود.  وانادیم اکسید دارای حالت های اکسایشی متنوعی است و وجود این ویژگی اکسایش-کاهش باعث ایجاد ویژگی یگانه‌ای در کاتالیست های دارای وانادیم می شود. در این پژوهش کاتالیست های دارای  وانادیم اکسید بر پایه  گاما-آلومینا به روش تلقیح خشک سنتز شده و سپس به عنوان کاتالیست واکنش گوگردزدایی اکسایشی مورد ارزیابی قرار گرفتند. به منظور شناسایی بهتر ساختار کاتالیست های مصرفی، روش‌های متنوع تعیین مشخصه‌های کاتالیستی مانند جذب  و دفع نیتروژن، پراش پراتو ایکس (xrd)، طیف سنجی تبدیل فوریه فروسرخ (ftir) و طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (edx) مورد استفاده قرار گرفتند. فرایند گوگردزدایی اکسایشی در دمای c°80 و فشار یک اتمسفر با نسبت مولی اکسنده ترشیری بوتیل هیدروپروکسید به دی‌بنزوتیوفن (o/s) برابر با 5 و در حضور 0.03 گرم کاتالیست به ازای 3 گرم سوخت مدل که دارای ppmw 500 گوگرد به صورت دی بنزوتیوفن بود، انجام شد. مقایسه عملکرد نمونه‌های کاتالیستی با درصد وزنی ه ای گوناگون وانادیم شامل 2، 3 و 6% وزنی سنتز نشان داد بیش ترین درصد گوگردزدایی مربوط به کاتالیست دارای 6% وانادیم بود که توانست در مدت زمان 5 دقیقه از شروع واکنش به درصد تبدیل 100% دی‌بنزوتیوفن دست یابد. همچنین اثر نسبت o/s بر عملکرد گوگردزدایی کاتالیست بهینه دارای 6% وانادیم نیز بررسی شد و بهترین نتیجه گوگردزدایی در o/s برابر با 5 به دست آمد.

oxidative desulfurization of dbt over vanadium-based catalysts

the oxidative desulfurization (ods) process is a promising complementary process to the hydrodesulfurization (hds) to remove refractory sulfur compounds of liquid fossil fuels such as benzothiophene (bt), dibenzothiophene (dbt), and their alkyl derivatives. vanadium oxide has different oxidation states which may result in unique catalytic properties. in this study, the γ-alumina-supported vanadium oxide catalysts were prepared by incipient wetness impregnation and used as an oxidative desulfurization catalyst. the catalyst samples were characterized by n2 adsorption-desorption, x-ray diffraction (xrd), fourier-transform infrared (ft-ir) spectroscopy, and energy-dispersive x-ray spectroscopy (eds). the oxidative desulfurization was conducted at 80 °c and 1.0 atmosphere with tert-butyl hydroperoxide to dbt (o/s) molar ratio of 5.0 in the presence of 0.03 g catalyst per 3.0 g of model fuel containing 500 ppmw s (as dbt). a comparison of catalysts containing 2, 3, and 6 wt.% vanadium revealed that the best catalytic activity was achieved for 6 wt.% vanadium on the γ-alumina with 100% conversion of dbt after only 5 min of the reaction. in addition, the effect of o/s mole ratio on the desulfurization efficiency was investigated and the best result was obtained at o/s=5.