Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)
Adsorptive desulfurization and denitrogenation of diesel oil using ion-exchanged y zeolite in two-stage system
Year (A.D.)
2019
Document Type
Thesis
First Advisor
นพิดา หิญชีระนันทน์
Faculty/College
Faculty of Science (คณะวิทยาศาสตร์)
Department (if any)
Department of Chemical Technology (ภาควิชาเคมีเทคนิค)
Degree Name
วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต
Degree Level
ปริญญาโท
Degree Discipline
เคมีเทคนิค
DOI
10.58837/CHULA.THE.2019.569
Abstract
ในปัจจุบัน หลายประเทศให้ความสำคัญเกี่ยวกับสิ่งแวดล้อมด้านมลพิษทางอากาศเพิ่มมากขึ้น และหนึ่งในปัญหาสำคัญด้านมลพิษทางอากาศ คือ สารประกอบกำมะถันและสารประกอบไนโตรเจนที่เกิดจากการเผาไหม้น้ำมันดีเซลและเป็นสิ่งจำเป็นที่จะต้องควบคุมอย่างเข้มงวด การดูดซับเป็นหนึ่งในวิธีที่มีประสิทธิภาพในการลดระดับของสารประกอบกำมะถันและสารประกอบไนโตรเจนในน้ำมันดีเซล ดังนั้นในงานวิจัยนี้จึงมุ่งเน้นไปที่ประสิทธิภาพการดูดซับของวายซีโอไลท์ที่แลกเปลี่ยนไอออนด้วยโลหะหลายชนิด เช่น Na-Y, Ni-Y, Cu-Y, Co-Y, La-Y, Ce-Y และ Fe-Y ที่มีผลต่อการขจัดสารประกอบกำมะถัน และการขจัดสารประกอบกอบไนโตรเจน ใช้ระบบขั้นตอนเดียวและระบบสองขั้นตอน ภายใต้ภาวะแวดล้อมในระบบคอลัมน์แบบระบบขั้นตอนเดียวโดยซีโอไลต์ La-Y มีประสิทธิภาพการดูดซับสารประกอบไนโตรเจนที่ดีที่สุดในน้ำมันจำลองที่ 4 และ ซีโอไลต์ Na-Y มีความสามารถในการดูดซับสารประกอบกำมะถันสูงที่สุดในน้ำมันจำลองที่ 1 และสำหรับระบบสองขั้นตอน ในขั้นตอนแรกจะบรรจุ La-Y ซีโอไลต์ สำหรับการการขจัดสารประกอบไนโตรเจน และคอลัมน์ที่สองบรรจุซีโอไลต์ Na-Y สำหรับการขจัดสารประกอบกำมะถันในน้ำมันจำลองที่ 4 และพบว่ามีค่าร้อยละการดูดซับของสารประกอบควิโนลีน อินโดวและอะคริดีนเท่ากับ 65.6, 49.2 และ 39.9 ตามลำดับ และร้อยละในการดูดซับของสารประกอบไดเบนโซไทโอฟีน (DBT) และ 4,6 ไดเมทิลไดเบนโซไทโอฟีน (4,6-DMDBT) คือ 38.8 และ 37.7 ตามลำดับ จากผลการทดลองพบว่าระบบคอลัมน์แบบสองขั้นตอนโดยใช้ซีโอไลต์ La-Y และ Na-Y เป็นทางเลือกที่เหมาะสมสำหรับการดูดซับสารประกอบกำมะถัน และสารประกอบไนโตรเจนของน้ำมันดีเซล ทั้งนี้ยังสามารถเพิ่มอุณหภูมิในการดูดซับเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของการดูดซับในระบบขั้นตอนเดียว และระบบสองขั้นตอน และนอกจากนี้ยังสามารถนำตัวดูดซับกลับมาใช้ใหม่ได้ด้วยวิธีสกัดด้วยตัวทำละลายในระบบสองขั้นตอน
Other Abstract (Other language abstract of ETD)
Recently, air pollution becomes a serious concern in an environmental issue. The concentrations of sulfur and nitrogen compounds in diesel are accordingly required to be strictly controlled. Adsorption is one of the effective method to decrease the levels of sulfur and nitrogen compounds in diesel. Therefore, this work focused on the effect of Y-zeolite consisting of various metals such as Na-Y, Ni-Y, Cu-Y, Co-Y, La-Y, Ce-Y and Fe-Y on adsorptive desulfurization and denitrogenation. Under ambient condition, La-Y zeolite exhibited the best adsorption efficiency for nitrogen compounds (model oil 4), while Na-Y zeolite showed the maximum adsorption capacity for sulfur compounds (model oil 1) in a single-stage column system. For the double-stage system, the first stage contained La-Y zeolite for adsorptive denitrogenation and the second stage was loaded with Na-Y zeolite for adsorptive desulfurization. The total adsorption capacity of nitrogen compounds was 65.6%, 49.2% and 39.9% for quinoline, indole and acridine, respectively. Whereas, the total adsorption capacity of sulfur compounds was 38.8% and 37.7% for DBT and 4,6 DMDBT, respectively. The results indicated that the double-stage column system using La-Y and Na-Y zeolites was appropriate route for desulfurization and denitrogenation of diesel oil. And the adsorptive desulfurization and denitrogenation in both single-stage and double-stage system, the escalation in temperature increased the adsorption efficiency. In addition, the La-Y and Na-Y zeolites could be regenerated by the solvent extraction method in the double-stage system for the next adsorption cycle.
Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-No Derivative Works 4.0 International License.
Recommended Citation
เจริญธีรบูรณ์, บวรชัย, "การขจัดกำมะถันและไนโตรเจนแบบดูดซับของน้ำมันดีเซลโดยใช้ซีโอไลต์วายแบบแลกเปลี่ยนไอออนในระบบสองขั้นตอน" (2019). Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD). 8945.
https://digital.car.chula.ac.th/chulaetd/8945