USING THE ELECTROCHEMICAL TREATMENT OF A WET-AIR OXIDIZED SPENT CAUSTIC WASTE STREAMS FOR POTENTIAL REUSE OR SAFE DISPOSAL. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF MS_Thesis_Saleh AL-Ageel (g201804100) rev7. (Autosaved).pdf Restricted to Repository staff only until 28 May 2024. Download (2MB)

Arabic Abstract

في منشآت تكرير النفط ومصانع البتروكيماويات، تُستخدم محاليل هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) للتخلص من الغازات الكريهة والتي يحتمل أن تكون خطرة مثل كبريتيد الهيدروجين (H2S) ومركبات الكبريت الأخرى من تيارات الهيدروكربون. يُطلق على المخلفات التي تم الحصول عليها اسم "المواد الكاوية المستهلكة" والتي تحتاج إلى المعالجة قبل التخلص منها بسبب آثارها الضارة جدًا على البيئة. قد يكون التخلص من النفايات الخطرة "المواد الكاوية المستهلكة" أمرًا صعبًا بسبب المكونات السامة و / أو الرائحة و / أو المسببة للتآكل. لذلك، يجب معالجتها قبل التخلص منها لتقليل آثارها الضارة على البيئات المستقبلة لها. ونظرًا لأن بعض الملوثات الكاوية المستهلكة غير قابلة للتحلل البيولوجي، فقد يكون تلبية لوائح التعامل مع النفايات السائلة أمرًا صعبًا. بالإضافة إلى المعالجة البيولوجية، فإن معادلة الحمض،والحرق، وأكسدة الهواء الرطب (WAO) تُستخدم تقليديًا للتخلص من هذه المواد. ومع ذلك، فإن خصائص المادة الكاوية المستهلكة المعالجة بمثل هذه الطرق مثل WAO قد لا تفي بمعايير التصريف البيئي المحلي الصارمة الأخيرة لـ COD البالغة 50 مجم / لتر.لذلك، هناك حاجة إلى خطوة ما بعد المعالجة لخفض COD إلى ما دون الحدود المسموح بها. في هذه الدراسة، تمت معالجة النفايات السائلة الكاوية الناتجة من مصنع الإيثلين والتي تمت معالجتها مسبقًا بواسطة (WAO) باستخدام عملية الأكسدة الكهروكيميائية المتقدمة المعتمدة على الفينتون (F-AEOP). هدفت الدراسة إلى تحديد المعايير التشغيلية المثلى للمعالجة المواد الكاوية المستهلكة الأصلية مثل تركيز COD الأولي ، ودرجة الحموضة ، والتوصيل ، والتيار الكهربائي ، ومعدل تدفق السائل ، ومعدل تدفق الهواء ، وإضافة الحديد ووقت التحليل الكهربائي. أجريت الدراسة من خلال نظام تجريبي للمعالجة الكهروكيميائية مزود بأقطاب Boron Doped Diamond and Gas Diffusion Electrodes (BDD / GDE).في ظل ظروف التشغيل شبه المثالية، تم خفض تركيز COD من 860 مجم / لتر إلى 57 مجم / لتر في 4 ساعات من وقت التحليل الكهربائي، عند درجة الحموضة 4، والتيار الكهربائي (15 أمبير أو 150 مللي أمبير / سم 2) ومعدل دوران بمقدار 0.2 متر مكعب / ساعة. لم تؤثر إضافة الحديد (II) والهواء على خفض تركيز COD من المادة الكاوية مستهلكة.

English Abstract

In oil refining and petrochemical industrial facilities, sodium hydroxide (NaOH) solution is added to eliminate malodorous and potentially dangerous gases such as hydrogen sulfide (H2S) and other sulfur compounds from hydrocarbon streams. The waste stream generated in the process is referred to as “spent caustic" and is considered hazardous due to the toxic, odorous, and/or corrosive nature of its components. Therefore, it needs to be treated before disposal to reduce its harmful effects on the receiving environment. Since some of the spent caustic pollutants are not biodegradable, meeting effluent regulations may be challenging. In addition to biological treatment, acid neutralization, incineration, and wet air oxidation (WAO), are used for the treatment of spent caustic streams. However, the characteristics of spent caustic treated by such methods, such as WAO, may not meet the strict environmental discharge limit of COD 50 mg/L. Therefore, a post-treatment step is needed to lower the COD below the allowable limits. In this study, an ethylene plant spent caustic effluent pre-treated by wet air oxidation was further treated using a Fenton-based Electrochemical Advanced Oxidation Process (F-EAOP). The study aimed to identify the optimum operational parameters of authentic spent caustic treatment such as initial COD concentration, pH, conductivity, electric current, circulation flow rate, airflow rate, addition of iron, and electrolysis time. The study was conducted with the aid of an electrochemical treatment pilot system equipped with Boron Doped Diamond and Gas Diffusion Electrodes (BDD/GDE). Under the near optimum operational conditions, COD was reduced from 860 mg/L to 57 mg/L in 4 hours of electrolysis time, at pH 4, current density (150 mA/cm2), and spent caustic circulation rate of 0.2 m3/h. The addition of iron (II) and air did not affect the COD abatement.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Chemistry Environmental
Department:	College of Petroleum Engineering and Geosciences > Geosciences
Committee Advisor:	Tawabini, Bassam Shafiq
Committee Members:	Abussuad, Basim Ahmed and Konstantinos, Plakas
Depositing User:	SALEH AL-AQEEL (g201804100)
Date Deposited:	29 May 2023 07:09
Last Modified:	29 May 2023 07:09
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/142399