Desulfurizacija dibenzotiofena i 4,6 – dimetildibenzotiofena procesom hidrogenovanja uz korišćenje RePd–TiO2/SiO2 aerogel katalizatora: proračun kinetičkih parametara i simulacijaprocesa Naučni rad
Bočna strana članka
Glavni sadržaj članka
Apstrakt
Re/Pd-TiO2/SiO2 aerogel katalizatori su sintetizovani korišćenjem sol-gel metode i natkritičnog sušenja u višku rastvarača, i njihova katalitička aktivnost je ispitana u reakcijama hidrodesulfurizacije (HDS) dibenzotiofena (DBT) i 4,6-dimetildibenzotiofena (4,6-DMDBT). Oba Re/Pd katalizatora, dobijena sa ili bez mezitilena u procesu sinteze, su pokazala povećan stepen konverzije, za 70 %, u reakciji hidrodesulfurizacije 4,6-DMDBT u poređenju sa konvencionalnim Co/Mo katalizatorom koji se koristi u procesima hidroobrade. Ova zapažanja, veći stepen konverzije teško reagujućih 4,6-DMDBT u procesu hidroobrade, su značajna za dobijanje nisko-sumpornih dizel goriva (engl. ultra-low sulphur diesel fuels, ULSD). Kvantitativna analiza produkata hidrogenovanja DBT i 4,6-DMDBT, uključujući međuproizvode, izvedena je tehnikom gasne hromatografije – masene spektrometrije (engl. gas chromatography–mass spectrometry, GC-MS). Eksperimentalna reakcija je izvedena na 630 K i 60 bar u šaržnom katalitičkom reaktoru. Eksperimentalni podaci su korišćeni u okviru Hagen-Vatson (Hougen-Watson) kinetičkog modela koji opisuje proces hidrodesulfurizacije DBT i 4,6-DMDBT na σ i τ aktivnim centrima. Kinetički parametri su određeni korišćenjem numeričkih optimizacionih metoda, genetski algoritam simultano sa funkcijom minimuma odstupanja, i dobijeni rezultati pokazuju dobro slaganje sa eksperimentalnim podacima. Vrednosti izračunatih kinetičkih parametara kao i vrednosti selektivnosti (tj. odnosa metilcikloheksiltoluena i dimetilbifenila kao MCHT/(MCHT+DMBPH)) su potvrdile da je hidrogenovanje dominantni reakcioni put za hidrodesulfurizaciju 4,6-DMDBT. Potencijalne prednosti korišćenja Re/Pd aerogel katalizatora za konverziju 4,6-DMDBT potvrđene su i rezultatima uporednih simulacija ovog i konvencionalnog Co/Mo katalizatora.
Detalji članka
Broj časopisa
Rubrika
Ovaj rad je pod Creative Commons Aуторство-Nekomercijalno-Bez prerade 4.0 Internacionalna licenca.
Kada je rukopis prihvaćen za objavlјivanje, autori prenose autorska prava na izdavača. U slučaju da rukopis ne bude prihvaćen za štampu u časopisu, autori zadržavaju sva prava.
Na izdavača se prenose sledeća prava na rukopis, uklјučujući i dodatne materijale, i sve delove, izvode ili elemente rukopisa:
- pravo da reprodukuje i distribuira rukopis u štampanom obliku, uklјučujući i štampanje na zahtev;
- pravo na štampanje probnih primeraka, reprint i specijalnih izdanja rukopisa;
- pravo da rukopis prevede na druge jezike;
- pravo da rukopis reprodukuje koristeći fotomehanička ili slična sredstva, uklјučujući, ali ne ograničavajući se na fotokopiranje, i pravo da distribuira ove kopije;
- pravo da rukopis reprodukuje i distribuira elektronski ili optički koristeći sve nosioce podataka ili medija za pohranjivanje, a naročito u mašinski čitlјivoj/digitalizovanoj formi na nosačima podataka kao što su hard disk, CD-ROM, DVD, Blu-ray Disc (BD), mini disk, trake sa podacima, i pravo da reprodukuje i distribuira rukopis sa tih prenosnika podataka;
- pravo da sačuva rukopis u bazama podataka, uklјučujući i onlajn baze podataka, kao i pravo prenosa rukopisa u svim tehničkim sistemima i režimima;
- pravo da rukopis učini dostupnim javnosti ili zatvorenim grupama korisnika na osnovu pojedinačnih zahteva za upotrebu na monitoru ili drugim čitačima (uklјučujući i čitače elektonskih knjiga), i u štampanoj formi za korisnike, bilo putem interneta, onlajn servisa, ili putem internih ili eksternih mreža.
Kako citirati
Funding data
-
Ministarstvo Prosvete, Nauke i Tehnološkog Razvoja
Grant numbers 451-03-68/2022-14/200135
Reference
McGuiness L, Nunes MD, Kroes F, Chai I. Automated analysis of bauxite exploration drill hole samples by diffuse reflectance Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy. In: Proceedings of the 7th International Alumina Quality Workshop. Australia, 2005; 187–192.
Authier-Martin M, Forte G, Ostap S, See J. The mineralogy of bauxite for producing smelter-grade alumina. JOM 2001; 53(12) :36–40. https://doi.org/10.1007/s11837-001-0011-1
Nechitailov A P, Suss AG, Zhilina TI, Belanova E A. New method of analyzing bauxites to determine their main components and impurities. Metallurgist 2008; 52(11): 625–632. https://doi.org/10.1007/s11015-009-9104-9
Blagojevic D, Lazic D, Keselj D, Skundrić B, Dugic P, Ostojic G. Determining the content of silicon dioxide in bauxites using X-ray fluorescence spectrometry. Iran. J. Chem. Chem. Eng 2019; 38(4). https://doi.org/10.30492/IJCCE.2019.34231
Ostojic G, Lazic D, Zeljkovic S. Determination of the iron oxide content in bauxite: comparing ICP-OES with UV-VIS and volumetric analysis. Chem. Pap. 2020; 75(1): 389-396. https://doi.org/10.1007/s11696-020-01305-z
Idris N, Lahna K, Syamsuddin F, Ramli M. Study on Emission Spectral Lines of Iron, Fe in LaserInduced Breakdown Spectroscopy (LIBS) on Soil Samples. J. Phys. Conf. Ser 2017; 846(012020). https://doi.org/10.1088/1742-6596/846/1/012020
Carvalho AAC, Alves VC, Silvestre DM, Leme FO, Oliveira PV, Nomura CS. Comparison of FusedGlass Beads and Pressed Powder Pellets for the Quantitative Measurement of Al, Fe, Si and Ti in Bauxite by Laser Induced Breakdown Spectrometry (LIBS). Geostand. Geoanal. Res. 2017; 41(4): 585–592. https://doi.org/https://doi.org/10.1111/ggr.12173
Fahad M, Sajjad A, Shah KH, Shahzad A, Abrar M. Quantitative elemental analysis of high silica bauxite using calibration-free laser-induced breakdown spectroscopy. Appl. Opt. 2019; 58(27): 7588-7596. /https://doi.org/htps://doi.org/10.1364/AQ.58.007588
Upendra S, Mishra RS. Simultaneous multielemental analysis of alumina process samples using inductively coupled plasma spectrometry (ICP-AES). Anal. Chem.: Indian J. 2012; 11(1). https://www.tsijournals.com/articles/simultanious-multielemental-analysis-of-alumina-process-samples-using-inductively-coupled-plasma-spectrometry.pdf
Murray RW, Miller DJ, Krys KA. Analysis of major and trace elements in rocks, sediments, and interstitial waters by inductively coupled plasma-atomic emission spectrometry (ICP-AES). ODP Tech. Note, 2000; 29. https://doi.org/10.2973/ODP.TN.29.2000
SPECTRO - Smart Analyzer Vision Software, Online-Help vers. 5.01.09XX. Spectro Analytical Instruments GmbH. 2012
Giavarina D. Understanding Bland Altman analysis. Biochem. Medica 2015; 25(2), 141–151. https://doi.org/10.11613/BM.2015.015
Bilić-Zulle L. Comparison of methods: Passing and Bablok regression. Biochem. Medica 2011; 21 (1): 49–52. https://doi.org/10.11613/bm.2011.010
Medcalc manual, https://www.medcalc.org/manual/mountain-plot.php, Accessed May 23rd 2020
Linsinger T. Comparison of a measurement result with the certified value. Application Note 1, European Reference Materials. 2010; 1–2.
Certificate of Analysis, Standard Reference Material 697, bauxite Dominican, National Institute of Standards and Technology. 1991
Liberatore PA. Determination of Majors in Geological Samples by ICP-OES: Vol. ICP-AES Inst. 1993; 12 https://www.colby.edu/chemistry/CH332/laboratory/Geo-ICP-protocol2.pdf
Hauptkorn S, Pavel J, Seltner H. Determination of silicon in biological samples by ICP-OES after non-oxidative decomposition under alkaline conditions. Fresenius. J. Anal. Chem 2001; 370: 246–250. https://doi.org/10.1007/s002160100759
US. EPA Method 6010D (SW-846): Inductively coupled plasma-atomic emission spectrometry. Washington, DC, USA, 2014. https://www.epa.gov/esam/epa-method-6010d-sw-846-inductively-coupled-plasma-atomic-emission-spectrometry
Simundic AM. Statistical analysis in method comparison studies-Part one. 2016; www.acutecaretesting.org
AOAC (American Association Of Official Analytical Chemists), Appendix F : Guidelines for Standard Method Performance Requirements. 2016. https://www.aoac.org/resources/guidelines-for-standard-method-performance-requirements/
Taftazani A, Roto R, Ananda NR, Murniasih S. Comparison of NAA XRF and ICP-OES Methods on Analysis of Heavy Metals in Coals and Combustion Residues. Indones. J. Chem. 2017; 17(2): 228–237. https://doi.org/10.22146/ijc.17686
Rüdel H, Kӧsters J, Schӧrmann J. Determination of the Elemental Content of Environment Sample using ICP-OES, Guidelines for Chemical Analysis, Fraunhofer Institute for Molecular Biology and Applied Ecology, Schmallenberg, 2007. https://www.ime.fraunhofer.de/content/dam/ime/en/documents/AE/SOP_ICP-OES_en.pdf
Amorin A, Determination of major and minor elements in HF-digested soil samples using an Agilent 5110 ICP-OES, application note, Agilent Technologies.Inc. 2019. https://www.agilent.com/cs/library/applications/application_inert_sample_chamber_icp-oes_5110_5994-1213en_us_agilent.pdf
Krishna AK, Murthy NN, Govil PK. Multielement Analysis of Soils by Wavelength-Dispersive X-ray Fluorescence Spectrometry. At. Spectrosc 2007; 28(6): 202–214. https://www.researchgate.net/profile/Keshav-Krishna/publication/233786687_Multielement_Analysis_of_Soils_by_Wavelength-Dispersive_X-ray_Fluorescence_Spectrometry/links/57ecd91a08aebb1961ffc510/Multielement-Analysis-of-Soils-by-Wavelength-Dispersive-X-ray-Fluorescence-Spectrometry.pdf