بررسي اثر كاتاليستي – استخراجي مايعات يوني در كاهش چالش گوگرد زدايي اكسايشي از سوخت هاي مايع

The study of catalytic-extractive effects of ionic liquids to improve oxidative desulfurization of liquid fuels

گوگردزدايي اكسايشي، به عنوان يك مكمل مناسب براي گوگردزدايي هيدروژني، قادر به حذف تركيبات گوگرددار مقاوم (بنزوتيوفن، دي بنزوتيوفن و...) در سوخت هاي مايع، تحت شرايط عملياتي متعادل (دماي كمتر از 100 درجه سانتيگراد و فشار محيط) مي باشد. در اين فرآيند، تركيبات گوگردي با عامل اكسنده و كاتاليست مناسب، اكسيد و محصولات با كمك يك حلال قطبي يا جاذب جامد استخراج مي شوند. در اين مقاله، گوگردزدايي اكسايشي سوخت هاي مايع با تاكيد بر اثر كاتاليستي- استخراجي مايعات يوني كه در كاهش چالش هاي فرآيند در مطالعات گذشته بسيار مورد توجه بوده، بررسي شده است. بررسي و مقايسه نتايج مطالعات نشان داده جايگزيني حلال هاي آلي با مايعات يوني براي استخراج محصولات واكنش، سبب بهبود بازده گوگردزدايي و كاهش خطرات ناشي از اين حلال ها شده است. خواص منحصربه فرد مايعات يوني شامل فراريت كم، پايداري دمايي بالا، قابليت تنظيم خاصيت آبدوستي يا آبگريزي، اسيديت، قطبيت و تنوع گسترده اين تركيبات با تغيير در نوع كاتيون يا آنيون آنها، سبب شده تا اين تركيبات، علاوه بر عامل استخراج، به عنوان كاتاليست نيز در فرآيند گوگردزدايي اكسايشي مورد استفاده قرار گيرند. همچنين، كاربرد برخي از مايعات يوني با توانايي ايفاي نقش همزمان كاتاليستي – استخراجي، منجر به كاهش مكانيزم دو مرحله اي اين فرآيند، به يك مرحله شده است. با تثبيت مايعات يوني بر روي پايه هاي جامد نيز، مقدار مصرف اين تركيبات و قيمت آنها كاهش يافته و همچنين كاربرد آن ها در راكتورهاي پيوسته و مقياس صنعتي گوگردزدايي، امكان پذير شده است.

Oxidative desulfurization is known as a considerable complementary process for hydrodesulfurization (HDS) to remove refractory organosulfur compounds (such as BT, DBT, 4,6-DMDBT, …) under mild operating conditions. In this process organosulfur compounds in the fuels first oxidized using an appropriate oxidant reagent and catalyst, and then the oxidized compounds would be extracted by a polar solvent. In this study, oxidative desulfurization of liquid fuels with emphasis on catalytic-extractive effects of ionic liquids (ILs) was discussed. Replacement organic solvent with ionic liquids decreased the risks of these solvent and improved ODS efficiency. Furthermore, the unique properties of IL as low volatility, high polarity, thermal stability and tuning amphiphilic and acidity (with selective cations or anions), increased the use of them as catalyst or extractive solvent. Some IL with catalyst-extractive role simultaneously was capable to reduce the two step mechanism of ODS to one (ECOD). Immobilizing IL on the solid carrier facilitated the use of them in the continuous reactors and decreased the amount of IL in the reaction. Also, the studies confirmed that heterogeneous catalysts with easy separation and reusability in the oxidation process were a perfect replacement for homogeneous catalysts.