ECOLOGY AND ENVIRONMENTAL SECURITY

Desulfurization of Industrial Sulfide Alkaline Solutions by Mixed Sorbents

Authors

O. S. Khudoiarova
Vinnytsia Mykhailo Kotsiubynskyi State Pedagogical University ROR
O. A. Hordiienko
Vinnytsia National Technical University ROR
T. S. Titov
Vinnytsia National Technical University ROR
A. P. Ranskyi
Vinnytsia National Technical University ROR , Vinnytsia Mykhailo Kotsiubynskyi State Pedagogical University ROR
R. D. Kryklyvyi
Vinnytsia Mykhailo Kotsiubynskyi State Pedagogical University ROR
DOI https://doi.org/10.31649/1997-9266-2020-148-1-13-22

Keywords

sulfide alkaline solutions regenerated mixed sorbents activated charcoal kieselguhr adsorption X-ray phase analysis

Abstract

Modern methods of purification of hydrocarbons (oil, gas) from sulfur-containing compounds (H2S, RSH, RSSR, naphthenic acids, NaHS, Na2S) have been analyzed, which are based on their alkaline extraction followed by oxidation of air oxygen on homogeneous or heterogeneous catalysts. Despite the promising process of catalytic oxidation of sulfur-containing compounds in technical solutions, it has a number of significant drawbacks, primarily related to the activity of the catalyst and the ability to form a large number of intermediate products of the oxidation. Other known methods for the removal of sulfur-containing compounds from technical solutions are based on the chemical interaction of sulfide alkaline solutions with aqueous solutions of metal salts of III-V analytical groups or their interaction with elemental sulfur to form the corresponding sodium polysulfides. A number of studies have investigated the sorptive extraction of sulfur-containing compounds from technical aqueous solutions or commercial hydrocarbons/diesel fuels using various modifications of activated charcoal, natural sorbents, polymeric organic absorbers or mixed sorbents. However, despite the wide variety of sorptive materials studied, the problem of purification of industrial wastewater from sulfur-containing compounds is not completely solved and, in turn, depends on the chemical structure of the surface of the sorbent, as well as on the objects of purification, pH of media and several other factors.

It has been developed an alternative method of purification of aqueous sulfide alkaline solutions/wastewater from sulfide and hydrosulfide ions by their adsorption on pre-regenerated mixed sorbents consisting of activated charcoal (AC) of brand Decolar A and kieselguhr (K) of brands Becogur 200 and Becogur 3500 with mass ratio of 4 : 6. It has been found that the degree of purification of the investigated solutions, which is strongly dependent on the initial concentrations of sulfide and hydrosulfide ions, is 95,7…96,6 % and indicates the high efficiency and possibility of using such technologies in industrial production.

Surface study of mixed sorbents (AC+K) after purification of aqueous solutions was performed using X-ray phase analysis. The received data confirms the amorphous composition of the activated charcoal and the presence of the main SiO2 cristobalite, 4,02, on the left side of the diffractogram, as well as a number of peaks of various Na2S modifications.

747 347

How to Cite

[1]
“Desulfurization of Industrial Sulfide Alkaline Solutions by Mixed Sorbents”, Вісник ВПІ, no. 1, pp. 13–22, Feb. 2020, doi: 10.31649/1997-9266-2020-148-1-13-22.

Author Biographies

O. S. Khudoiarova, Vinnytsia Mykhailo Kotsiubynskyi State Pedagogical University

Senior Lecturer of the Chair of Chemistry and Methods of Chemistry Teachingy

O. A. Hordiienko, Vinnytsia National Technical University

Cand. Sc. (Eng.), Associate Professor, Associate Professor of the Chair of Chemistry and Chemical Technology

T. S. Titov, Vinnytsia National Technical University

Cand. Sc. (Chemistry), Associate Professor of the Chair of Chemistry and Chemical Technology

A. P. Ranskyi, Vinnytsia National Technical University, Vinnytsia Mykhailo Kotsiubynskyi State Pedagogical University

Dr. Sc. (Chemistry), Professor, Head of the Chair of Chemistry and Chemical Technology

References

Р. М. Ахмадуллин, А. Г. Ахмадуллина, С. И. Агаджанян, Г. Г. Васильев, и Н. В. Гаврилов, «Демеркаптанизация бутановой фракции в ООО “ЛУКОЙЛ-Нижегороднефтеоргсинтез”,» Нефтепереработка и нефтехимия, № 3, с. 12-13, 2012.
Р. М. Ахмадуллин, А. Г. Ахмадуллина, и С. И. Агаджанян, «Демеркаптанизация сжиженных углеводородных газов на новом гетерогенном катализаторе КСМ-Х, устойчивом к примесям аминов,» Газовая промышленность, № 1, с. 79-82, 2016.
А. И. Самохвалов, Л. Н. Шабалина, В. А. Булгаков, А. Г. Ахмадуллина, Г. М. Нургалиева, и А. С. Шабаева, «Демеркаптанизация керосиновой фракции на полифталоцианиновом катализаторе,» Химия и технология топлив и масел, № 2, с. 43-44, 1998.
А. Ю. Копылов, «Технология подготовки и переработки сернистого углеводородного сырья на основе экстракционных процессов.» дис. докт. техн. наук., Казанский гос. технологический ун-т, Казань, 2010.
А. Г. Ахмадуллина, Р. М. Ахмадуллин, С. И. Агаджанян, и А. Р. Зарипова, «Сероочистка нефтепродуктов и обезвреживание стоков на полимерном катализаторе КСМ,» Нефтепереработка и нефтехимия, № 6, с. 10-16, 2012.
А. Д. Бадикова, А. Р. Мурзакова, Ф. Х. Кудашева, М. А. Цадкин, и Р. Н. Гимаев, «Поиск путей очистки сернисто-щелочных стоков нефтеперерабатывающих предприятий,» Нефтегазовое дело, № 2, 2005.
Г. Р. Теляшев, М. Р. Теляшева, Г. Г. Теляшев, и Ф. А. Арсланов, «Технология очистки сероводород- и меркаптансодержащей нефти,» Нефтегазовое дело, № 1, 2010.
А. Ю. Черчесов, «Очистка сернисто-щелочных сточных вод нефтеоргсинтеза от сероводорода.» дис. канд. техн. наук., Волгоградский гос. архитектурно-строительный ун-т, Волгоград, 2015.
А. Г. Ахмадуллина, и др., «Опыт промышленной эксплуатации гетерогенных катализаторов в процессах окислительного обезвреживания сернисто-щелочных стоков и водных технологических конденсатов,» Нефтепереработка и нефтехимия, № 2, с. 19-23, 1993.
А. Г. Ахмадуллина, Л. Н. Орлова, И. К. Хрущева, Н. П. Тютюрина, и Д. Ф. Фазлиев, «Превращения меркаптидов в процессе каталитического окисления молекулярным кислородом в водно-щелочных растворах,» Журнал прикладной химии, № 1, с. 53-57, 1989.
А. П. Ранський, М. В. Євсєєва, О. А. Гордієнко, Т. С. Тітов, і О. В. Полонець, «Утилізація лужно-сульфідних розчинів промислових виробництв,» Вісник Вінницького політехнічного інституту, № 1, с. 30-33, 2012.
М. С. Мальований, і Н. С. Ріпак, «Утилізація розчинів сульфіду натрію шляхом застосування їх як сировини у виробництві полісульфідів натрію,» Вісник КНУ імені Михайла Остроградського, т. 65, № 6, ч. 1, с. 174-176, 2010.
А. П. Ранський, О. С. Худоярова, О. А. Гордієнко, Р. Д. Крикливий, і Т. С. Тітов, «Спосіб регенерації суміші активованого вугілля та кізельгуру від органічних забруднювачів,» Патент України C01B 32/30, C01B 32/36, B01J 20/34. № 134391 МПК (2017.01), (2006.01), 10.05.2019.
А. П. Ранский, О. С. Худоярова, О. А. Гордиенко, Т. С. Титов, и Р. Д. Крикливый, «Регенерация смеси сорбентов после очистки оборотных вод производства безалкогольных напитков,» Хімія і технологія води, т. 41, № 5, с. 537-544, 2019.
Ю. Ю. Лурье, Аналитическая химия промышленных сточных вод. Москва: Химия, 1984.
JCPDS-PDF database. International Centre for Diffraction Data, PCPDFWIN v.2.02, 1999.
А. Р. Тимерханович, и А. И. Солдатов, «Кинетика адсорбции сульфид-ионов на углеродной поверхности,» Бутлеровские сообщения, т. 39, № 8, с. 120-124, 2014.
Н. А. Рахимова, и С. В. Кудашев, «Исследование адсорбции диацетата-ди-ε-капролактамата меди на бентоните,» Известия ВолгГТУ, т. 62, № 2, с. 53-57, 2010.
А. Б. Григоров, А. А. Мордупенко, и К. В. Шевченко, «Адсорбционная очистка дизельных топлив от серосодержащих соединений,» Энергосбережение. Энергетика. Энергоаудит, т. 119, № 1, с. 47-51, 2014.
А. О. Мітченко, «Вдосконалення сорбційних технологій видалення гумінових речовин із води для раціонального використання водних ресурсів.» автореф. дис. канд. техн. наук., Ін-т колоїд. хімії та хімії води ім. А. В. Думанського НАН України, Київ, 2004.
A. Montoya, F. Mondragon, and T. Truong, “Adsorption on carbonaceous surfaces: Cost-effective computational strategies for quantum chemistry studies of aromatic systems,” Carbon, vol. 40, № 11, рр. 1863-1872, 2002. https://doi.org/10.1016/S0008-6223(02)00035-0 .

Most read articles by the same author(s)

1 2 3 > >>