CuO-およびAgO-改変SiO₂ベースのナノマテリアルを用いた吸収プロセスによる重原油からの硫黄除去:実験的および理論的研究

科学分野:

• 材料科学
• 化学工学
• 環境科学

背景:

• 重型原油は硫黄の含有量が高いため,環境や運行上の大きな課題を 抱えています.
• 効率的な脱硫は燃料の品質基準を満たし,排出量を削減するために不可欠です.
• 既存の方法には 効率,コスト,環境への影響が 限られています

研究 の 目的:

• 重量の原油を脱硫するための硫黄選択性の高いナノマテリアルの開発と検証.
• 設計されたバイメタリックナノアドソルベンツの吸収性能とスケーラビリティを調査する.
• 先進的な脱硫技術の産業応用のための枠組みを確立する.

主な方法:

• 硫黄吸収のための移行金属酸化物ナノ粒子 (AgO,CuO) の合成とスクリーニング.
• 初期湿気浸透による金属相によるシリカ基材の改造.
• 固定ベッドコラムにおける吸収同熱,熱力学,動的突破の特徴
• スケールアップ評価のためのアスペンアドソープションを用いた数値シミュレーション.

主要な成果:

• バイメタリックナノアドソーベンツSiAg1.5Cu1.4は,約390mgのS·g−1の高い吸収能力を達成した.
• 吸収過程は多層吸収 (タイプIII) に続き,自発的で熱外的であった.
• 固定柱の試験では,突破時間は約350分,シミュレーションの精度は高かった (最大誤差5.0%).
• スケールアップシミュレーションでは,最大3280バレルの処理能力が予測されています.

結論:

• 設計されたバイメタリックナノアドソーベンツは,重原油の脱硫化に非常に有効で選択的なソリューションを提供します.
• 開発された材料とプロセス・フレームワークは,工業的なスケーラビリティの大きな可能性を示しています.
• この技術は よりクリーンな燃料の生産と 環境保護の有望な経路を提供します