دفاعیه دکترا در دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز

مهندس سروش برادران ، دانشجوی دوره دکتری مهندسی‌شیمی، شنبه هفدهم اسفند ماه 1398، از رساله خود با عنوان «بررسی گوگردزدایی از برش­های نفتی با استفاده از فناوری کاویتاسیون هیدرودینامیک »  با راهنمایی دکتر محمد تقی صادقی دفاع خواهد نمود.

چکیده

ارتقاء کیفیت فرآورده­های هیدروکربوری یکی از مهم‌ترین چالش­های صنایع پالایشی می­باشد. ضرورت این مهم با توجه به روند افزایشی تقاضای بازار و محدودیت­های زیست محیطی ایجاب کننده لزوم دستیابی به فناوری­های به­روز و کارآمد در حوزه ارتقاء کیفیت فرآورده­های نفتی حاصل از پالایش نفت خام می­باشد. در رساله حاضر، بررسی کارایی استفاده از فناوری کاویتاسیون هیدرودینامیک در گوگردزدایی از برش­های منتخب نفتی انجام گرفته است. در همین راستا طراحی و ساخت سامانه آزمایشگاهی کاویتاسیون صورت گرفته است. آزمون­های عملیاتی و پدیده شناختی از طریق مشاهده بصری و نیز تحلیل سیگنا­ل­های صوتی، وقوع کاویتاسیون در محیط آبی را تصدیق کرده­اند. برای این منظور ضمن ترسیم سیگنال­های صوتی ناشی از فروپاشی حباب­های کاویتاسیونی، بهره­گیری از تبدیل فوریه، رسم نمودار طیفی و آنالیز مقدار مؤثر، صورت گرفته است. مشاهدات حاکی از تغییرات فرکانس غالب با شدت کلی کاویتاسیون و امکان شناسایی محدوده بهینه عملیاتی با استفاده از آن می­باشد. با هدف سنجش عملکرد شیمیایی، کارایی کاویتاسیون هیدرودینامیک در تصفیه پساب مدل حاوی رنگ­های آلی بررسی شده است. بر اساس نتایج به دست آمده، میزان 90% رنگ­بری برلیانت بلو (CBB) در شرایط بهینه برابر bar 7، mg L-1 700 و mg L-1550 به ترتیب برای فشار ورودی راکتور، غلظت هیدروژن پراکساید و غلظت پتاسیم پرسولفات حاصل شده است. در اثر استفاده از این فرآیند ترکیبی، ضریب هم­افزایی معادل 1/3 به دست آمد. در نهایت، فرآیند ترکیبی مبتنی بر کاویتاسیون هیدرودینامیک (HCAOD) اثر قابل توجهی در تقویت گوگردزدایی اکسیداسیونی از دیزل با بهره­گیری از هیدروژن پراکساید (H2O2) در نقش عامل اکسیدکننده و فرمیک اسید (‎HCOOH) به‌عنوان کاتالیست از خود نشان داده است. طراحی آزمایش­ها به روش باکس-بنکن (BBD) به‌عنوان یکی از روش­های رویه سطح پاسخ(RSM) انجام گردید. آنالیز نمونه­ها با اندازه­گیری میزان کل ترکیبات گوگردی بر اساس استاندارد ASTM D4294 صورت گرفته است. نتایج حاکی از آن است که دستیابی به میزان گوگردزدایی 91% در دمای ثابت C°50، با مقادیر بهینه برای فشار ورودی راکتور، نسبت اسید به اکسیدکننده و مدت زمان واکنش اکسیداسیون به ترتیب برابر bar 2/4، 2/3 و min29 امکان­پذیر می­باشد. همچنین بررسی­های تجربی بر گوگردزدایی از سوخت دیزل با استفاده از سامانه آب-سوخت در نسبت فاز آلی به آبی برابر 25/0، فشار ورودی به راکتور bar4 منجر به دستیابی به میزان تبدیل 68% با بهره­گیری از راکتور مجهز به اریفیس دارای 33 روزنه با نسبت محیط به مساحت جریان (α)، برابر 8/5 شده است.

واژه‌های کلیدی: کاویتاسیون هیدرودینامیک؛ گوگردزدایی؛ برش­های نفتی؛ اکسیداسیون پیشرفته