УЗИ помогло одному

Jan 19, 2024

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 13728 (2023) Цитировать эту статью

128 доступов

1 Альтметрика

Подробности о метриках

Окислительная десульфурация (ОДС) считается одним из наиболее перспективных процессов десульфурации, поскольку она энергоэффективна и требует мягких условий эксплуатации. В этом исследовании новый металлоорганический каркас на основе Al, синтезированный зеленым способом, с большой площадью поверхности был синтезирован гидротермальным способом с использованием отходов бутылок из полиэтилентерефталата (ПЭТ) в качестве источника терефталевой кислоты в качестве органического линкера. Полученные MOF на основе Al были охарактеризованы с помощью инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (FTIR), рентгеновской дифракции (XRD), сканирующего электронного микроскопа (SEM) и просвечивающей электронной микроскопии (TEM). Каталитическую активность полученного Al-MOF оценивали при окислительном обессеривании (ОДС) как модельных, так и реальных образцов нефти. Оптимизированы различные рабочие параметры (температура, время, доза катализатора, загрузка окислителя и обработка ультразвуком), влияющие на производительность ODS. Установлено, что оптимальными условиями для максимального удаления тиофена из модельных образцов нефти являются 30 мин, 0,5 г катализатора и соотношение масла и окислителя 1:3. В оптимизированных условиях удаление серы в реальных пробах нефти, полученных от Александрийской нефтяной компании, составило 90%. Результаты показали, что представленный подход отличается экономической эффективностью, экологической безопасностью и простотой приготовления, что предсказывает большие перспективы десульфурации мазута на коммерческом уровне.

Мировое потребление сырой нефти как основного источника энергии постоянно растет в результате быстрого экономического развития и роста населения, что побудило исследователей разработать новые системы десульфурации для улучшения качества сырой нефти и снижения содержания в ней серы1. Высокое содержание серы пагубно влияет на процесс переработки, так как вызывает эрозию трубопроводов и нефтеперерабатывающего оборудования, а также опасное воздействие на окружающую среду. Одним из распространенных промышленных подходов к десульфурации на нефтеперерабатывающих заводах является гидрообессеривание (HDS), однако метод HDS дорог, требует высоких температур и давлений и, кроме того, он не подходит для удаления ароматических гетероциклических комплексов серы, таких как тиофены2. Экстракция растворителем, адсорбция, окисление3, ионная жидкость являются альтернативой методу гидрообессеривания4,5,6. Адсорбция является перспективным методом снижения содержания серы с использованием различных адсорбирующих материалов, способных удалять сероорганические соединения в зависимости от физических и химических свойств. Эффективные адсорбирующие материалы должны иметь большую площадь поверхности и правильное распределение пор по размерам7. Для этой цели использовался широкий спектр адсорбентов, таких как активированный уголь8, цеолиты9,10. Окислительная десульфурация (ОРВ) является очень многообещающим методом глубокого удаления крупных сероорганических соединений из нефти, которому в последние годы уделяется все больше внимания11. Обычно процесс ОРВ протекает в мягких условиях и катализируется подходящими катализаторами. Серосодержащие соединения окисляются выбранными окислителями с образованием соответствующих сульфоксидов или сульфонов, которые имеют более высокую полярность и легко извлекаются из нефти12. Несколько ключевых особенностей металлорганических каркасов позволяют использовать их в качестве эффективных гетерогенных катализаторов, в частности, исключительно большая площадь поверхности и пористость, хорошая термическая стабильность и регулируемая кислотность/основность13,14,15. Более того, некоторые дополнительные свойства этих материалов играют фундаментальную роль в продвижении ODS16,17. С другой стороны, материалы из полиэтилентерефталата (ПЭТ) массово потребляются для жизни и вызывают серьезные экологические проблемы. Экологические проблемы, связанные с отходами ПЭТ, возникают в больших объемах после утилизации и разлагаются в течение длительного времени. Восстановление терефталевой кислоты из использованного ПЭТ может быть осуществлено различными простыми и экономичными способами.