Removal of sulfur from crude oil using copper and molybdenum ores as catalyst

Abstract

Abstract In this study, the sulfur content in crude oil was determined for several wells from the Zakho oil fields in Tawke, as well as those exported abroad from this field with the exported from the Qadia field in the Kurdistan region of Iraq. It is worth noting that the sample that was taken from the export Tawke oil had a sulfur content of 3.2 ppm and Qadia export oil 3.1945ppm. Three samples of oil exported abroad were examined and evaluated for sulfur content and gravity in the laboratory of the Institute of Fluid Dynamics in Germany. Many experiments have been conducted to determine the values of sulfur content in the oil and some other properties related to the oils mentioned above, as well as to compare them with global oils and try to find new and inexpensive methods to reduce sulfur from crude oil and get rid of it. This study also deals with the use of red soil that we took from the Lefan, Batofa, and jamsirmo clays, and the kaolin clay from Kwashe and a sample from the city of Hilla. In the beginning, we studied the chemical composition of red soil and kaolin and conducted several experiments based on the phenomenon of adsorption by treating red soil and kaolin with crude oil. We found that the soil reduced the sulfur content, and with the Hillah Kaolin model, the ratio reached 2.993 ppm. and this percentage increased with increasing temperature, In this process, which removes sulfur and its derivatives from crude oil, many researchers around the world are interested in this topic because of the great importance of this topic to reduce environmental pollution. One of the most important part of this study is to know the effect of the catalyst in removing sulfur from crude oil, so we used a mixture of copper and molybdenum, which were placed on red soil in the exported Tawke field sample. Foils of molybdenum ore and small pieces of copper ore with known properties have been prepared, after that, a sample of red soil was prepared from the Lefan area north of Zakho and its chemical composition was studied, to find out how the mixture and red soil work in the process of removing sulfur from crude oil, we have conducted several experiments by treating each substance separately with the crude oil model and knowing what has been reduced from the amount of sulfur in the oil and comparing that to the basic work which is the use of the mixture in the process of removing sulfur from crude oil, at different temperatures. At the end it appeared to us that it is possible, in normal conditions, and without resorting to external factors such as high temperatures and pressure, to reduce the percentage to over 10%. When comparing the results we obtained in the process of removing sulfur from crude oil without using the catalyst, ie, red sand only, from 10.62% to 13.43% by using the catalyst. Another difference is in the type of oil used, as it was taken from Tawke, the results of which were more effective in relation to the catalyst than Qadia’s oil, considering Qadia’s oil had a lower sulfur content.

المستخلص في هذه الدراسة تم تعيين محتوى الكبريت في النفط الخام لعدة ابار من حقلي زاخو النفطي في طاوكي وكذلك الذي يتم تصديره للخارج من هذا الحقل مع المصَدر من حقل قاديا في إقليم كردستان العراق. وجدير بالإشارة إلى أن العينة المأخوذة من نفط طاوكى المصَدر تحتوي على نسبة كبريت تبلغ 3.2 جزء بالمليون وفي نموذج قاديا 3.1945جزء بالمليون. وتم فحص وتقييم ثلاث عينات من النفط المصدر للخارج في مختبر معهد ديناميكيات السوائل في ألمانيا ، لمحتوى الكبريت والجاذبية. تم إجراء العديد من التجارب لتحديد قيم محتوى الكبريت في النفط وبعض الخصائص الأخرى المتعلقة بالنفوط المذكورة أعلاه وكذلك مقارنتها بالنفوط العالمية ومحاولة إيجاد طرق جديدة وغير مكلفة لتقليل الكبريت من النفط الخام والتخلص منه.وكذلك تتناول هذه الدراسة استخدام التربة الحمراء التي اخذناها من منطقة ليفان وباطوفة وجمسيرمو وطين الكاولين من كواشى ونموذج من مدينة الحلة. في البداية قمنا بدراسة التركيب الكيميائي للتربة الحمراء والكاولين و أجرينا العديد من التجارب بالاعتماد على ظاهرة الامتزاز وذلك بمعالجة التربة الحمراء والكاولين بالنفط الخام. وجدنا أن التربة قللت من محتوى الكبريت ووصلت النسبة مع نموذج كاولين الحلة الى 2.993جزء بالمليون وتزداد هذه النسبة مع زيادة درجة الحرارة، وفي هذه العملية التي تقوم بإزالة الكبريت ومشتقاته من النفط الخام التي تحظى باهتمام العديد من الباحثين حول العالم لما لهذا الموضوع من أهمية كبيرة للحد من التلوث البيئي. والجزء المهم من هذه الدراسة هو معرفة تأثير العامل المساعد في ازالة الكبريت من النفط الخام ,لذا قمنا بأستخدام خليط من النحاس والمولبيديوم ،الموضوعين على التربة الحمراء وتمت المعالجة بنموذج حقل طاوكى المصدر. وقد تم تحضير رقائق من خام المولبيديوم وقطع صغيرة من خام النحاس بخصائص معروفة. بعد ذلك تم تحضير عينة من التربة الحمراء المأخوذة من منطقة ليفان شمال زاخو ودرست تركيبها الكيميائي . ولمعرفة كيفية عمل الخليط والتربة الحمراء في عملية إزالة الكبريت من النفط الخام ، أجرينا عدة تجارب من خلال معالجة كل مادة على حدة مع نموذج النفط الخام .وملاحظة ما تم تقليله من كمية الكبريت في النفط و مقارنة ذلك بالعمل الأساسي الذي هو استخدام الخليط في عملية إزالة الكبريت من النفط الخام وبدرجات حرارة مختلفة. في النهاية بدا لنا أنه من الممكن، في الظروف العادية، ودون اللجوء إلى عوامل خارجية مثل ارتفاع درجات الحرارة والضغط ، تقليص النسبة إلى أكثر من 10٪. وعند مقارنة النتائج التي حصلنا عليها في عملية ازالة الكبريت من النفط الخام بدون استعمال العامل المساعد اي الرمل الاحمر فقط من 10.62 الى 13.43 باستعمال العامل المساعد. وهناك اختلاف اخرى هو في نوع النفط المستخدم حيث المأخوذ من طاوكى كانت نتائجه اكثر تأثيرا بالنسبة للعامل المساعد من نفط قاديا باعتبار نفط قاديا نسبة الكبريت فيه اقل.