Modified Mesoporous Supported Ni(Co)Mo-S For Hydrodesulfurization Applications

Modified Mesoporous Supported Ni(Co)Mo-S For Hydrodesulfurization Applications. PhD thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img] PDF (PhD Dissertation)
PhD_dissertation-g201303070-DGS.pdf - Submitted Version
Restricted to Repository staff only until 15 June 2020.
Available under License Creative Commons Attribution Non-commercial No Derivatives.

Download (4MB)

Arabic Abstract

تعتبر ازالة الكبريت بالهدرجة من الوقود من اهم الجوانب من المعالجات الحرارية لإنتاج وقود نظيف وتطبيقات أخرى تتعلق بالمحولات الحفزية. بسبب اللوائح البيئية الصارمة تم اعتبار ازالة الكبريت بالهدرجة لوقود النقل ذو أهمية قصوى وسط العمليات الصناعية في عمليات تنقية تكرير البترول. من اهم نواحي تطوير الحفازات الخاصة بعملية ازالة الكبريت بالهدرجة هو تطوير مواد داعمة ذات مساحة سطح عالية ومسامات بينية والتي ستوفر حمضية، ترابط بين المعدن والمادة الداعمة و ثباتية كيميائية وفيزيائية مثلى. وتمكن فجوة البحث في هذا المجال في تطوير او تعديل خواص المادة الداعمة لتقابل الخواص المطلوبة لحفاز ذو كفاءة وثبات عالي. في هذا البحث، سلسلة من الحفازات تم تطويرها عن طريق تعديل المادة الداعمة بإضافة ذرة او ذرات مختلفة لاطار SBA-15 وتمت دراسة تاثير المعالجة للمادة الداعمة بإزالة الكبريت بالهدرجة للدايبنزوثيوفين في كلا عينة ديزل نموذجية وعينة تجارية. معالجة SBA-15 بالسيريا بنسبة وزنية 1-10% ومن ثم ادخال ال Co و Mo اعطى نسبة إزالة مقدرة و هي99 % بنسبة وزنية 2.5% للسيريا. تم استخدام الحركية عمليا ونظريا لشرح دور السريا في تحويل وانتقائية الحفاز. تم عمل معالجة لاحقة ل SBA-15 بذرتي السريا والزركونيا و تحميل الNi و Mo أظهرت نسبة تحويل اعلى ل DBT في عينة ديزل تجارية ويعزى ذلك للأثر الالكتروني بسبب المعالجة بإضافة الذرتين المختلفتين. الجزء الأخير من هذه الدراسة كرس لتطوير طريقة صديقة بيئا لإضافة الكبريت لحفاز لأوكسيد المعدن. حفاز ازالة الكبريت بالهدرجة يكون غير فعال في هيئة الأوكسيد والطريقة العامة لاضافة الكبريت غير امنة بسبب استخدام الهيدروجين دايسلفايد. لذلك تم استخدام (3-ميركابتوبروبايل) ترايميثوكسي سيلين كعامل إضافة كبريت لمادة السيليكا الداعمة. هذه الطريقة الغى الحوجة للاستخدام المباشر لغاز هيدروجين دايسلفايد عالي السمية.

English Abstract

Hydrodesulfurization (HDS) of fuel is an important aspect of hydroprocessing technology for clean fuel production and other applications involving catalytic converters. Stringent environmental regulations have put the HDS of transportation fuels as urgent necessity amongst the industrial processes in the petroleum refining. Of the areas of emphasis in the HDS catalyst development is the design and development of large surface area mesoporous support that will have the optimum acidity, metal support interaction and chemical and thermal stability. The research gap in this area lies in developing or modifying the support properties to meet the required criteria for efficient and long lasting HDS catalyst. In this work, series of HDS catalysts have been developed through support modifications such as incorporation of heteroatom(s) to the framework of SBA-15 and the effect of the support modifications were studied on the HDS of dibenzothiophene in both model fuel and in commercial diesel. The modification of SBA-15 with ceria at 1-10 wt.% loading and subsequent impregnation of Co and Mo gave an appreciable conversion of above 99 % at 2.5 wt. ceria loading. The experimental and modeled kinetic parameters have demonstrated the role of ceria in the catalyst conversion and product selectivity. Subsequent modification of SBA-15 with ceria and zirconia biheteroatoms and loading of Ni and Mo presented higher DBT conversion in commercial diesel which was correlated to the electronic effect due to the biheteroatoms modification. The last part of this study was dedicated to developing a greener approach for the sulfidation of the metal oxide catalyst. The HDS catalyst is inactive when in the oxide form and the general approach to sulfidation is considered unsafe due to the use of hydrogen disulfide. Therefore, the use of (3-Mercaptopropyl)trimethoxysilane as sulfidation source in addition to the silica support is proposed. This approach has eliminated the direct use of a highly toxic gas, hydrogen disulfide

Item Type: Thesis (PhD)
Subjects: Chemistry
Environmental
Chemical Engineering
Research
Petroleum
Divisions: College Of Sciences > Chemistry Dept
Committee Advisor: Alhooshani, Khalid
Committee Members: Khaled, Mazen and Mohammed, Musa and Ali, Syed
Depositing User: ABDULKADIR TANIMU (g201303070)
Date Deposited: 25 Jun 2019 14:09
Last Modified: 01 Nov 2019 21:01
URI: http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/140983