Ultrassonografia assistida

Jan 19, 2024

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 13728 (2023) Citar este artigo

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A dessulfurização oxidativa (ODS) é considerada um dos processos de dessulfurização mais promissores, pois é energeticamente eficiente e requer condições operacionais amenas. Neste estudo, uma nova estrutura metal-orgânica à base de Al sintetizada verde com alta área superficial foi sintetizada hidrotermicamente usando resíduos de garrafas de tereftalato de polietileno (PET) como fonte de ácido tereftálico como ligante orgânico. Os MOF baseados em Al preparados foram caracterizados usando espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), difração de raios X (XRD), microscópio eletrônico de varredura (MEV) e microscopia eletrônica de transmissão (TEM). A atividade catalítica do Al-MOF preparado foi avaliada na dessulfurização oxidativa (ODS) de amostras de petróleo bruto modeladas e reais. Os diferentes parâmetros operacionais (temperatura, tempo, dose de catalisador, carga oxidante e sonicação) no desempenho do ODS foram otimizados. As condições ideais para a remoção máxima de tiofeno das amostras de óleo modeladas foram 30 min, 0,5 g de catalisador e proporção de óleo para oxidante de 1:3. Sob condições otimizadas, a remoção de enxofre em amostras reais de petróleo obtidas da empresa petrolífera Alexandria foi de 90%. Os resultados revelaram que a abordagem apresentada é creditada à relação custo-benefício, benignidade ambiental e facilidade de preparação, prevendo grandes perspectivas para a dessulfurização de óleos combustíveis em nível comercial.

O consumo global de petróleo bruto como principal fonte de energia está a aumentar continuamente como resultado do rápido desenvolvimento económico e do crescimento populacional, o que levou os investigadores a desenvolver novos sistemas de dessulfuração para melhorar a qualidade do petróleo bruto e reduzir o seu teor de enxofre1. O alto teor de enxofre tem efeitos prejudiciais no processo de refino, pois causa erosão dos oleodutos e dos equipamentos de refino, além de perigosa influência no meio ambiente. Uma das abordagens comuns de dessulfurização industrial em refinarias de petróleo é a hidrodessulfurização (HDS), no entanto a técnica HDS é cara, necessita de altas temperaturas e pressões e, além disso, não é adequada para remover complexos de enxofre heterocíclicos aromáticos, como os tiofenos2. Extração de solvente, adsorção, oxidação3, líquido iônico são alternativas ao método de hidrodessulfurização4,5,6. A adsorção é uma técnica promissora para reduzir o teor de enxofre utilizando vários materiais adsorventes que são capazes de remover os compostos orgânicos de enxofre dependendo das propriedades físicas e químicas. Materiais adsorventes eficazes devem ter alta área superficial e distribuição adequada do tamanho dos poros7. Grande variedade de adsorventes têm sido utilizados para esse fim, como carvão ativado8, zeólitas9,10. A dessulfurização oxidativa (ODS) é um método muito promissor para remover profundamente compostos organossulfurados maiores do petróleo e tem recebido atenção crescente nos últimos anos . Geralmente, o processo ODS é operado sob condições suaves, catalisado por catalisadores adequados. Os compostos contendo enxofre são oxidados por oxidantes selecionados para formar sulfóxidos ou sulfonas correspondentes, que possuem polaridade mais alta e são fáceis de serem extraídos do óleo12. Várias características principais das estruturas metal-orgânicas permitem seu uso como catalisadores heterogêneos eficientes, em particular a área superficial e porosidade excepcionalmente grandes, a boa estabilidade térmica e a acidez/basicidade ajustável . Além disso, algumas propriedades adicionais destes materiais desempenham um papel fundamental na promoção de ODS16,17. Por outro lado, os materiais de tereftalato de polietileno (PET) são consumidos em massa para a vida e causam sérios problemas ambientais. As questões ambientais dos resíduos de PET trazem grande volume após o descarte e demoram muito para serem degradados. A recuperação do ácido tereftálico do PET usado pode ser completada com diferentes facilidades e meios econômicos.