BazTech - Yadda

1

Application of pervaporation in gasoline desulfurization - various sulfur compounds removal efficiency

Rychlewska K., Konieczny K.

Proceedings of ECOpole

|

2016

|

Vol. 10, No. 2

489--498

EN

In order to adapt to new and more rigorous requirements and to satisfy higher environmental expectations, specifications on sulfur content in gasoline demands a reduction of its level to 10 ppm. Sulfur in gasoline is a considerable source of sulfur oxides emissions. SOx, which are formed during the combustion of sulfur-containing fuels, are sulfates precursors, which contributes to the formation of acid rains and further acidification of soils and surface water. Since sulfur is present in gasoline in a form of different compounds (such as thiophene and its derivatives, mercaptans and sulfides) and different sulfur species show different affinity with membrane materials, it is very important to investigate the efficiency of their removal separately. The aim of this research was to recognize the influence of typical chosen sulfur compounds present in gasoline on membrane pervaporation behavior and the efficiency of sulfur species separation. The influence of process parameters such as feed temperature, feed concentration and downstream pressure on the efficiency of thiophenes removal from model n-octane/sulfur compound mixtures by means of vacuum pervaporation method was also examined. During the test, the hydrophobic PDMS-based composite membrane were applied. Binary mixtures of thiophene/n-octane and 2-methylthiophene/n-octane were used as a model gasoline. The content of sulfur from thiophenes varied from 0.05 to 0.13 mas. %. Feed temperature was ranged from 30 to 50ºC. The feed flow rate (80 dm3/h) was kept at constant level.

PL

Ze względu na rosnącą świadomość ekologiczną dużą uwagę poświęca się jakości paliw transportowych, w tym zawartości siarki. Spalanie związków siarki obecnych w benzynie stanowi źródło emisji SOx. Co więcej, obecność tlenków siarki w spalinach przyczynia się do zwiększonej emisji NOx i lotnych związków organicznych (VOC), spowodowanej obniżeniem się niskotemperaturowej aktywności katalizatorów. Dlatego regulacje prawne wprowadzone w krajach UE wymagają redukcji poziomu siarki w benzynie do 10 ppm. Jako że siarka występuje w benzynie w postaci różnych związków (takich jak tiofen i jego pochodne, merkaptany i siarczki) oraz różne związki siarki wykazują różne powinowactwo względem materiału membrany, bardzo ważne jest, aby zbadać efektywność ich usuwania oddzielnie. Celem badań było określenie wpływu typowych wybranych związków siarki obecnych w benzynie na selektywność membrany oraz wydajność separacji związków siarki w procesie perwaporacji próżniowej. Zbadano również wpływ parametrów procesu, takich jak temperatura nadawy, stężenie usuwanych zanieczyszczeń i ciśnienie po stronie odbioru permeatu na skuteczność usuwania tiofenów z modelowych mieszanin n-oktan/związek siarki. W czasie badań stosowano hydrofobowe membrany kompozytowe na bazie poli(dimetylosiloksanu). Nadawę stanowiły dwuskładnikowe mieszaniny n-oktan/tiofen i n-oktan/2-metylotiofen. Zawartość siarki obecnej w tiofenach wahała się granicach od 0,05 do 0,13% mas. Wpływ temperatury nadawy zbadano w zakresie 30-50°C. Przepływ nadawy (75 dm3/h) utrzymywano na stałym poziomie.

2

Pervaporative desulfurization of gasoline : separation of thiophene/n-heptane mixture

Rychlewska K., Konieczny K., Bodzek M.

Archives of Environmental Protection

|

2015

|

Vol. 41, no. 2

3--11

EN

This paper presents the recent advances in pervaporative reduction of sulfur content in gasoline. Methods of preliminary selection of membrane active layer material are presented. Interactions between gasoline components (typical hydrocarbon and sulfur species) and membranes are showed. Influence of pervaporation process parameters i.e. feed temperature, downstream pressure and feed flow rate on the separation efficiency is discussed. Investigations of the influence of sulfur concentration in fluid catalytic cracking (FCC) gasoline on membrane performance have been conducted. A series of PV tests was carried out to investigate the separation properties of the commercial composite membrane with an active layer made of poly(dimethylsiloxane) and to determine the efficiency of organic sulphur compound (thiophene) removal from model thiophene/n-heptane mixture depending on its concentration.

PL

W pracy zaprezentowano dotychczasowe osiągnięcia w perwaporacyjnym odsiarczaniu benzyny krakingowej. Przedstawiono kryteria wstępnego doboru materiału warstwy aktywnej membran. Omówiono ponadto wpływ typowych węglowodorów oraz związków siarkoorganicznych obecnych w benzynie krakingowej na selektywność i właściwości transportowe membran jak również wpływ parametrów procesowych (temperatury nadawy, ciśnienia po stronie permeatu oraz szybkości przepływu nadawy) na efektywność procesu perwaporacyjnego odsiarczania. W pracy przedstawiono możliwość zastosowania komercyjnych membran kompozytowych z warstwą aktywną wykonaną z poli(dimetylosiloksanu) (PDMS) w procesie perwaporacyjnego odsiarczania benzyny pochodzącej z fluidalnego krakingu katalitycznego (FCC). Określono wpływ stężenia organicznych związków siarki na efektywność ich usuwania z organicznych mieszanin tiofen/n-heptan metodą perwaporacji próżniowej.

3

Obniżanie zawartości siarki w benzynie krakingowej : rozdzielanie mieszanin węglowodór/tiofen metodą perwaporacji próżniowej

Rychlewska K., Konieczny K.

Przemysł Chemiczny

|

2014

|

T. 93, nr 12

2210-2213

PL

Przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych nad rozdziałem mieszanin n-heptan/tiofen oraz toluen/tiofen metodą perwaporacji próżniowej na komercyjnych membranach z warstwą aktywną z poli(dimetylosiloksanu). Badania wykazały, że strumienie węglowodorów, jak i tiofenu wzrastały wraz ze wzrostem temperatury nadawy oraz stężeniem tiofenu i ich wartości były większe w przypadku mieszaniny toluen/tiofen. Z kolei współczynnik wzbogacenia permeatu β osiągał większą wartość dla mieszaniny n-heptan/tiofen.

EN

PhMe/thiophene and n-heptane/thiophene org. mixts. were sepd. by vacuum pervaporation by using a com. Hydrophobic poly(dimethylsiloxane)-based membrane. Both, hydrocarbon and thiophene fluxes increased with the increasing temp. and thiophene concn. and were higher for the PhMe/thiophene mixts. while the enrichment coeff. was lower.