Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Adsorptive removal of sulfur compounds from diesel using activated carbon and alumina modified with Cu(I) and Ni(II)

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

การกำจัดสารประกอบกำมะถันจากน้ำมันดีเซลโดยใช้ถ่านกัมมันต์และอะลูมินาดัดแปลงโดยคอปเปอร์และนิกเกิลเป็นตัวดูดซับ

Year (A.D.)

2009

Document Type

Thesis

First Advisor

Pomthong Malakul

Second Advisor

Thomas, Michel

Faculty/College

The Petroleum and Petrochemical College (วิทยาลัยปิโตรเลียมและปิโตรเคมี)

Degree Name

Master of Science

Degree Level

Master's Degree

Degree Discipline

Petroleum Technology

DOI

10.58837/CHULA.THE.2009.2257

Abstract

This research studied the adsorptive capacity and selectivity of dibenzothiophene (DBT) and 4,6-dimethyldibenzothiophene (4,6-DMDBT) in simulated diesel fuels containing polyaromatic or nitrogen compounds on activated carbon and alumina, modified with CU+ and Ni2+using different preparation methods. Direct impregnation by using CuCl/CH₃CN was found to be unsuitable due to the stability and low solubility of Cu+. Impregnation was therefore performed with and aqueous solution of CuCl₂ following by a reduction step of CuCl₂ into CuCl using H₂. For Ni2+, an aqueous solution of NiCl₂ was used. A suitable feed flow rate and granulometry of the adsorbent was found to be 0.4 cm³/min and 100 to 400 μm, while the optimum temperature was 60℃ and 90℃ for Ni²+and Cu+ impregnated alumina, respectively. The adsorption capacity at the sulfur breakthrough followed the order non-impregnated macroporous alumina < Cu+/macroporous alumina < non-impregnated mesoporous alumina < Cu+/mesoporous alumina < Ni²+/macroporous alumina < Ni²+/mesoporous alumina < Cu+/AC < non-impregnated AC. The breakthrough capacity of DBT was higher than 4,6-DMDBT for both of Ni²+and Cu+/mesoporous alumina Moreover, the breakthrough capacity of DBT without polyaromatic and nitrogen compounds was higher than that with polyaromatic and nitrogen compounds.

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

ในงานวิจัยนี้ศึกษาประสิทธิภาพของการดูดซับและความเฉพาะเจาะจงในการดูดซับไดเบนโซไทโอฟีนและ 4,6-ไดเมททิลไดเบนโซไทโอฟีนในแบบจำลองน้ำมันดีเซลที่มีสารประกอบพอลิอะโรมาติกหรือสารประกอบไนโตรเจนปน ด้วยตัวดูดซับประเภทถ่านกัมมันต์ (Activated carbon, AC) และอะลูมินา (Alumina) ที่อิมเพรกเนชั่นด้วย Cu⁺ และ Ni2⁺ โดยใช้วิธีการเตรียมหลายวิธี จากการทดลองพบว่าการอิมเพรกเนชั่นโดยตรงโดยใช้ CuCl/CH3CN นั้นไม่เหมาะสมเนื่องจากความเสถียรและความสามารถในการละลายที่ต่ำของ Cu⁺ ดังนั้นจึงใช้วิธีอิมเพรกเนชั่นที่ใช้สารละลายของ CuCl₂ และตามด้วยการรีดิวซ์ของ CUCl₂ เป็น CuCl โดยใช้ก๊าซไฮโดรเจน หรือใช้สารละลาย NiCl₂ สำหรับ Ni2⁺ นอกจากนี้ พบว่าความเร็วที่เหมาะสมของแบบจำลองน้ำมันดีเซลคือ 0.4 ลูกบาศก์เซนติเมตรต่อนาที โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางของตัวดูดซับที่เหมาะสมคือ 100-400 ไมโครเมตร และอุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับการดูดซับของ Ni2ในงานวิจัยนี้ศึกษาประสิทธิภาพของการดูดซับและความเฉพาะเจาะจงในการดูดซับไดเบนโซไทโอฟีนและ 4,6-ไดเมททิลไดเบนโซไทโอฟีนในแบบจำลองน้ำมันดีเซลที่มีสารประกอบพอลิอะโรมาติกหรือสารประกอบไนโตรเจนปน ด้วยตัวดูดซับประเภทถ่านกัมมันต์ (Activated carbon, AC) และอะลูมินา (Alumina) ที่อิมเพรกเนชั่นด้วย Cu⁺ และ Ni2⁺ โดยใช้วิธีการเตรียมหลายวิธี จากการทดลองพบว่าการอิมเพรกเนชั่นโดยตรงโดยใช้ CuCl/CH₃CN นั้นไม่เหมาะสมเนื่องจากความเสถียรและความสามารถในการละลายที่ต่ำของ Cu⁺ ดังนั้นจึงใช้วิธีอิมเพรกเนชั่นที่ใช้สารละลายของ CuCl₂ และตามด้วยการรีดิวซ์ของ CUCl₂ เป็น CuCl โดยใช้ก๊าซไฮโดรเจน หรือใช้สารละลาย NiCl₂ สำหรับ Ni2⁺ นอกจากนี้ พบว่าความเร็วที่เหมาะสมของแบบจำลองน้ำมันดีเซลคือ 0.4 ลูกบาศก์เซนติเมตรต่อนาที โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางของตัวดูดซับที่เหมาะสมคือ 100-400 ไมโครเมตร และอุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับการดูดซับของ Ni2⁺เท่ากับ 60 องศาเซลเซียส และสำหรับ Cu⁺ เท่ากับ 90 องศาเซลเซียส จากผลการศึกษาพบว่าความสามารถในการดูดซับของไดเบนโซไทโอฟีนเพิ่มขึ้นตามลำดับดังนี้ Macroporous alumina < Cu⁺/Macroporous alumina < Mesoporous alumina < Cu⁺/Mesoporous alumina < Ni2⁺/Macroporous alumina < Ni2⁺/Mesoporous alumina < Cu⁺/AC < AC และพบว่า ตัวดูดซับที่อิมเพรกเนชันด้วย Ni2⁺ และ Cu⁺ นั้น มีประสิทธิภาพในการดูดซับไดเบนโซไทโอฟีนได้มากกว่า 4,6-ไดเมททิลไดเบนโซไทโอฟีน นอกจากนี้ ยับพบว่าประสิทธิภาพในการดูดซับไดเบนโซไทโอฟีนในระบบที่ไม่มีสารประกอบพอลิอะโรมาติกหรือไนโตรเจนนั้นสูงกว่าในระบบที่มีสารประกอบพอลิอะโรมาติกหรือไนโตรเจนเท่ากับ 60 องศาเซลเซียส และสำหรับ Cu⁺ เท่ากับ 90 องศาเซลเซียส จากผลการศึกษาพบว่าความสามารถในการดูดซับของไดเบนโซไทโอฟีนเพิ่มขึ้นตามลำดับดังนี้ Macroporous alumina < Cu⁺/Macroporous alumina < Mesoporous alumina < Cu⁺/Mesoporous alumina < Ni2⁺/Macroporous alumina < Ni2⁺/Mesoporous alumina < Cu+/AC < AC และพบว่า ตัวดูดซับที่อิมเพรกเนชันด้วย Ni2⁺ และ Cu⁺ นั้น มีประสิทธิภาพในการดูดซับไดเบนโซไทโอฟีนได้มากกว่า 4,6-ไดเมททิลไดเบนโซไทโอฟีน นอกจากนี้ ยับพบว่าประสิทธิภาพในการดูดซับไดเบนโซไทโอฟีนในระบบที่ไม่มีสารประกอบพอลิอะโรมาติกหรือไนโตรเจนนั้นสูงกว่าในระบบที่มีสารประกอบพอลิอะโรมาติกหรือไนโตรเจน

Link to Full Text

Share

COinS