تولید بنزین سبز Euro5 با آلایندگی پایین با استفاده از فناوری نانوProduction of clean gasoline from the light fraction of oil condensate

تهیه بنزین پاک از برش سبک میعانات نفتی

Production of clean gasoline from the light fraction of oil condensate

Abstract:

A method for producing a clean gasoline from a light hydrocarbon fraction is disclosed. The method includes two main steps including desulfurization of a light hydrocarbon fraction along with enhancing octane number of the desulfurized light hydrocarbon fraction. The octane number of the desulfurized hydrocarbon fraction is enhanced by applying a hormone-modified additive.

the present disclosure is directed to an exemplary method for producing a clean gasoline from a light hydrocarbon fraction. The exemplary method may include forming a mixed phase by putting in contact a light hydrocarbon fraction with an oxidant in presence of a metal spinel-type oxide catalyst, the mixed phase may include a desulfurized hydrocarbon phase and a non-desulfurized hydrocarbon phase, the non-desulfurized hydrocarbon phase may include sulfur-containing compounds and the metal spinel-type oxide catalyst, separating the desulfurized hydrocarbon phase from the mixed phase, where the determined separated phase may include a sulfur content of less than 1 percent, obtaining a hormone-modified additive, and producing the clean gasoline through enhancing octane number of the desulfurized hydrocarbon phase by putting in contact the desulfurized hydrocarbon phase.

Inventors & Owner:  Samira Mandizadeh Talkhoncheh / Masoud Salavati-Niasari / Ali Salehabadi .

Key word: Production of clean gasoline from the light fraction of oil condensate – Production of Euro5 green gasoline with low pollution using nanotechnology.

See also:

USPTO

WIPO

TREA

FPO

File:

CLEAN GASOLINE FROM A LIGHT

HYDROCARBON FRACTION AND

PREPARATION METHOD THEREOF

نقد و بررسی:

تهیه بنزین پاک از برش سبک میعانات نفتی

Production of Euro5 green gasoline with low pollution using nanotechnology

مقدمه  و تعاریف:

افزایش کیفیت بنزین و مطابقت با استاندارد های روز/ کاهش آلایندگی/ و کاهش هزینه های تولید بنزین یکی از مهترین ملزومات در صنعت مربوطه محصوب می شود.

سولفور از مواد آلاینده و مزاحم در فرایند تولید بنزین است.

عدد اکتان از معیار های کیفی بنزین است.

هر چه عدد اکتان یک سوخت بیشتر باشد آن سوخت در مقابل پدیده احتراق مخرب و فشار و گرما مقاوم تر است. عدد اکتان بنزین معمولی ۸۷ بنزین ویژه ۸۹ وبنزین سوپر۹۳ است.

بیان مسئله و مشکل:

وجود ترکیبات سولفور در میعانات نفتی از عوامل مزاحم در فرآیند تولید و همچنین از آلاینده­های خطرناک زیست­محیطی محسوب می­شود.

حذف سولفور در فرآیند تولید بنزین / بدون کاهش کیفیت بنزین / بدون افزودن مواد سمی و خطرناک دیگر / بدون افزایش هزینه ها مسئله اصلی است.

روش های فعلی و راهکار های رایج رفع مشکل:

تاکنون فناوری­های گوناگونی جهت کاهش میزان ترکیبات سولفور به کار گرفته شده اند..

که از جمله آن­ها می­توان به فرآیند­های هیدروژنولیز، سولفورزدایی هیدروژنی^[1]، سولفورزدایی الکتروشیمیایی^[2] و سولفورزدایی کاتالیستی^[3] اشاره نمود.

در این بین به دلایلی چون هزینه بالا، مصرف انرژی، شرایط عملیاتی سخت، وجود واکنش­های جانبی نامطلوب، عدم سازگاری با محیط زیست و افت کیفیت بنزین، فناوری­های سنتی در حال جایگزینی با فرآیند­های جدیدتری مانند فرآیند کاتالیستی هستند که علاوه بر صرف انرژی و هزینه پایین، فرآیند سولفورزدایی را در شرایط عملیاتی دما و فشار پایین انجام داده و موجب افت کیفیت آن نخواهند شد.

از سوی دیگر در روش­های سنتی سولفورزدایی مانند  HDS چالش  اصلی پس از فرآیند حذف سولفور، کاهش کیفیت بنزین و کاهش عدد اکتان به عنوان معیاری از مقاومت سوخت در برابر خودسوز^[4] و خاصیت ضدکوبشی در موتور تعریف می­شود. به این منظور تاکنون روش­های بسیاری جهت افزایش عدد اکتان بنزین استفاده شده است که از آن جمله افزودن موادی چون تترا اتیل سرب و یا oxygenate هایی مانند MTBE و ETBE به بنزین می­باشد. تمامی این مواد به شدت سمی بوده و علاوه بر آلودگی محیط زیست می­توانند آسیب­های جدی به سیستم موتور نیز وارد آورند.

[1] Hydrodesulfurization (HDS)

[2] Electrochemical desulfurization (ECDS)

[3] Catalytic desulfurization (CDS)

[4] Auto-combustion

نیاز منطقی چیست؟

تولید بنزین با کیفیت بالاتر و آلایندگی پایین تر و قیمت مناسب

………………………………………………………………………………………………………………………

هدف اصلی اختراع فعلی:

حذف سولفور و افزایش اکتان در فرایند تولید بنزین / بدون کاهش کیفیت بنزین / بدون افزودن مواد سمی و خطرناک دیگر / بدون افزایش هزینه ها

هدف از اختراع حاضر تولید بنزین پاک از برش سبک میعانات نفتی و بهبود کیفیت آن از طریق کاهش محتوای ترکیبات سولفور و همچنین افزایش عدد اکتان محصول نهایی می­باشد.

تشریح اختراع / ویژگی ها و مزایا:

بر اساس توضیحات فرآیند تولید بنزین پاک در این روش طی دو مرحله انجام می شود.

1) سولفورزدایی به کمک نانوکاتالیست

2) افزایش عدد اکتان از طریق افزودن نانولوله­های کربنی اصلاح شده به روش زیستی

در مرحله نخست :

نانوکاتالیست­های دو فلزی خانواده اسپینل­ها با فرمول شیمیایی CuFe₂O₄

به روش سل-ژل خود احتراقی^[1] سنتز شده

و جهت سولفورزدایی و افزایش کیفیت و تولید بنزینی سبک­تر استفاده شده است.

نانوکاتالیست ذکر شده دارای حفرات و سایزبندی منحصر به فرد و سطح ویژه بالایی بوده و از خواص مغناطیسی برخوردار است که از این خاصیت جهت جداسازی نانوذرات کاتالیستی از محصول پس از انجام فرآیند سولفورزدایی بهره گرفته می­شود. همچنین این نانوکاتالیست قابلیت استفاده در چند مرحله از یک فرآیند واحد را دارا می­باشد

نانوکاتالیست مذکور علاوه بر فرآیند سولفورزدایی موجب افزایش عدد اکتان نیز می­شود.

بر اساس نتایج ارزیابی پتنت:  مقدار حذف سولفور در حضور 2% نانوکاتالیست  مذکور نشان می­دهد پس از گذشت حدود 600 ثانیه از لحظه شروع، میزان سولفور موجود در نمونه از ppm 2500 به حدود ppm 24 کاهش یافته و در مرحله دوم بهppm 8 رسید که با استاندارد Euro 5 مطابقت دارد.

در مرحله دوم

از افزودن نانوذرات CNT اصلاح شده جهت بالا بردن عدد اکتان و افزایش کیفیت بنزین استفاده شده است.

نکات:

روش ذکر شده شامل جداسازی مقادیر بسیار کم سولفور در دمای از پیش تعیین شده است.

در روش ذکر شده نانوکاتالیست قابل استفاده طولانی مدت و قابل بازیابی است.

روش گفته شده اصلاح بایوی نانولوله­های کربنی بوسیله دو دسیل آمین انجام می­شود.

روش گفته شده جداسازی ناخالصی­ها و بهبود کیفیت و عدد اکتان با استفاده از نانولوله­های کربنی اصلاح شده بایوی در دمای از پیش تعیین شده انجام می­شود.

ویژگی های نوآورنه شامل:

• استفاده از نانوکاتالیست دوفلزی خانواده اسپینل (CuFe₂O₄) با خاصیت مغناطیسی جهت سولفورزدایی از میعانات نفتی
• کاهش محتوای سولفور نمونه بنزین از ppm 2500 به ppm 24 در مدت زمان 600 ثانیه
• عامل­دار کردن سطح نانولوله­های کربنی (CNT) با استفاده از دو دسیل آمین
• افزایش عدد اکتان RON و MON بنزین سولفورزدایی شده به 103 و 93 با افزودن w/v %5/1 نانولوله­های کربنی اصلاح شده با ODA
  

[1] Sol-gel auto combustion

کاربرد صنعتی اختراع

محصول نهایی یک بنزین سبز رنگ با آلایندگی پایین و اکتان بالا و قیمت مناسب است. با میزان سولفور زیر 10ppm و منطبق با استاندارد های Euro5

جامعه و بازار هدف:

شرکت های مرتبط با تولید و تجارت بنزین و فراورده های نفتی

مزیت رقابتی و تجاری:

در روش فوق نسبت به روش های معمول تولید بنزین هزینه ها تا 25% کاهش یافته.

این اختراع دارای نمونه تولید شده با قایلیت های تجاری است.

ایدیامارکت/ مرکز تجارت اختراعات و نوآوری