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

• Autorzy: Rychlewska K. , Konieczny K.

Identyfikatory

DOI

10.2429/proc.2016.10(1)051

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie perwaporacji do odsiarczania benzyny - efektywność usuwania różnych związków siarki

• Konferencja: ECOpole’15 Conference (14-16.10.2015, Jarnoltowek, Poland)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

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.

Słowa kluczowe

EN

vacuum pervaporation; desulfurization; thiophene; gasoline

PL

perwaporacja próżniowa; odsiarczanie; tiofen; benzyna

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Proceedings of ECOpole
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 10, No. 2
• Strony: 489--498
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Rychlewska K.

• Institute of Water and Wastewater Engineering, Silesian University of Technology, ul. S. Konarskiego 18, 44-100 Gliwice, Poland, tel. [phone]

autor

Konieczny K.

• Institute of Water and Wastewater Engineering, Silesian University of Technology, ul. S. Konarskiego 18, 44-100 Gliwice, Poland, tel. [phone]

Bibliografia

• [1] Directive 2009/30/EC of the European Parliament and of the Council of 23 April 2009 amending Directive 98/70/EC as regards the specification of petrol, diesel and gas-oil and introducing a mechanism to monitor and reduce greenhouse gas emissions and amending Council Directive 1999/32/EC as regards the specification of fuel used by inland waterway vessels and repealing Directive 93/12/EEC. Official Journal of the European Union. 5.6.2009;L 140/88. http://eur-lex.europa.eu/eli/dir/2009/30/oj.
• [2] Brunet S, Mey D, Perot G, Bouchy C, Diehl F. Appl Catal A. 2005;278:143-172. DOI:10.1016/j.apcata.2004.10.012.
• [3] Leflaive P, Lemberton JL, Perot G, Mirgain C, Carriat JY, Colin JM. Appl Catal A. 2002;227:201-215. DOI:10.1016/S0926-860X(01)00936-X.
• [4] Song C. Catal Today. 2003;86:211-263. DOI:10.1016/S0920-5861(03)00412-7.
• [5] Ito E, Veen R. Catal Today. 2006;116:446-460. DOI:10.1016/j.cattod.2006.06.040.
• [6] White LS. J Membr Sci. 2006;286:26-35. DOI:10.1016/j.memsci.2006.09.006.
• [7] Basile A, Figoli A, Khayet M. Woodhead Publishing Series in Energy: Number 77, 2015.
• [8] Huang J, Li J, Zhan X, Chen C. J Appl Polym Sci. 2008;110:3140-3148. DOI: 10.1080/01496395.2014.944619
• [9] Mortaheb HR, Ghaemmaghami F, Mokhtarani B. Chem Eng Res Des. 2012;90:409-432. DOI: 10.1016/j.cherd.2011.07.019.
• [10] Lin L, Zhang Y, Kong Y. Fuel. 2009;88:1799-1809. DOI: 10.1016/j.fuel.2009.03.031.
• [11] Zhao C, Li J, Qi R, Chen J, Zhaokun L. Sep Purif Technol. 2008;63:220-225. DOI: 10.1016/j.seppur.2008.05.003
• [12] Qi R, Zhao C, Li J, Wang Y, Zhu S. J Membr Sci. 2006;269:94-100. DOI: 10.1016/j.memsci.2005.06.022.