(ذرات با پایه ی کربنی) 2- محلول های ارگانیک (هیدروکربنهای سنگینی که به ذرات کربن متصل هستند)
3- سولفات ها (به وجود آمده از اکسایش سولفور سوخته شده)
مقدار هر یک از این سه دسته به تکنولوژی موتور و محتوای سولفور موجود در سوخت بستگی دارد. ذرات معلق موجود در گازهای خروجی از موتورهای دیزل به دفعات بزرگتر از ذرات معلق به وجود آمده در یک موتور بنزینی سالم هستند. در حالت کلی کاهش مقدار سولفور، کم شدن SO2 تولیدی و ذرات معلق را در این موتورها به همراه دارد. خودروهای دارای تکنولوژی کنترل تعامل پایانی دیزل، توانایی جداسازی آلاینده ها از گازهای خروجی اگزوز را دارا هستند. به عنوان بخشی از سیستم های کاهش گازهای آلاینده، این دستگاهها توانایی تبدیل یا جذب آلاینده ها را قبل از ورود به لوله ی اگزوز را دارا هستند. تمامی انواع این دستگاهها تا حدی با حضور سولفور در سوخت، کارایی مناسب خود را از دست می دهند.[6]
1-3) منشا پیدایش سولفور:
بنزین و گازوئیل هر دو از نفت خام به دست می آیند که جرم حجمی، گرانروی و ترکیبات آن از منبعی تا منبع دیگر متفاوت است. سولفور از جمله ترکیباتی است که در تمامی منابع موجود بوده اما مقدار آن متغیر است.
نفت خام شیرین (Sweet) مثل نفت “برنت دریای شمال” یا نیجریه ( Bonny Light ) دارای مقادیر کمی سولفور بوده درحالی که نفت موجود در خاورمیانه به نسبت دارای مقادیر زیادی سولفور است. بیشترین محتوای سولفور مربوط به نفت مکزیک و ونزوئلا است که به آن نفت خام ترش (Sour) نیز می گویند. نفت خام از نظر غلظت بین روانی کامل مثل آب تا جامدی قیر مانند و از نظر رنگ از شفاف تا مشکی متغیر است. نفت خام متوسط دارای %84 کربن، %14 هیدروژن، %1 تا %2 سولفور و کمتر از % 1نیتروژن، اکسیژن، فلز و نمک می باشد. در جدول (1-2)مشخصه های معمول تعدادی از نفت های خام را مشاهده می کنید. ]7[
سولفور در نفت خام می تواند به صورت گاز هیدروژن سولفید (H2S ) یا در ترکیب با دیگر اجزای سنگین موجود باشد. با تبدیل نفت خام به بنزین و گازوئیل در پالایشگاهها این سولفور به درون این محصولات نیز نفوذ می کند. در حالت کلی می توان گفت که هر چه قدر نفت خام ما سنگین تر باشد جداسازی سولفور از آن نیز مشکل تر است.[4]
جدول (1-2):مشخصه های معمول نفت خام
با درصد سولفور زیاد(ترش)
High Sulphur (Sour) Crade
با سولفور متوسط
Medium Sulphur Crade
کم سولفور(شیرین)
Light(Sweet) Crade

8/16
4/33
8/26
4/39
9/26
6/37
گرانروی API

2400

1800

1000

7400

2300

300
مقدارمتوسط سولفور(ppm)
1/0 +

1/0+
51/0
1-51/0
5/0-0

5/0-0

درصدوزنی سولفور(%.Wt)
1-4) انواع روشهای شیرین سازی:
روش های مختلفی جهت کاهش ترکیبات گوگردی در صنعت نفت مورد استفاده قرار می گیرد که متداول ترین آنها به قرار زیر میباشد:
شیرین سازی دکتر
شیرین سازی کلرید مس
فرایند هیپوکلریت
فرایند غربال مولکولی
شستشو با محلول سود
فرایند مراکس9
DMD فرایند10
DMCفرایند11
تصفیه هیدروژنی12
در ادامه در رابطه با هر کدام از این روشها و مزایا و معایب آنها به تفضیل صحبت خواهد شد.]8[
1- 4 -1)شیرین سازی دکتر:
این روش عمدتا جهت برش بنزین استفاده می گردد و در آن از محلول دکتر(پولمبیت سدیم) و سولفور استفاده می شود. این فرایند اساسا تمامی مرکاپتانهای موجود در بنزین را به دی سولفید تبدیل می نماید که در جریان بنزین باقی خواهد ماند. بدین صورت مرکاپتان تا حدودppm4 کاهش میابد .
واکنش های این فرایند به شکل زیر می باشد:
2RSH + Na 2pbO2 ? (RS2)Pb +2NaOH (1-1)
(RS2)Pb +S ? R2S2 +PbS (1- 2)
در واقع در این فرایند درصد کل گوگرد کاهش نمیابد ولیکن مرکاپتانها به نوع بی ضرر دی سولفید تبدیل می شوند.سولفید سرب تشکیل شده ،رسوب می کند و همراه محلول کشیده می شود.در صورتی که در بنزین گوگرد عنصری وجود نداشته باشد ،بهتر است مقداری اضافه شود تا واکنش به خوبی صورت گیرد.لازم به ذکر است که فرایند
فوق نسبت به مرکاپتانهای سبک (که عمده بوی بد برش نفتی از آنهاست)خوب عمل می کند.ولی روی مرکاپتانهای سنگین نمی تواند به خوبی عمل نماید.این فرایند در مقایسه با فرایندهایی که مرکاپتانها را اکسید می نمایند بسیار قدیمی بوده و به علت هزینه بالای آن کنار گذاشته شده است.از این روش در حال حاضر جهت آنالیز و تشخیص وجود مرکاپتان در آزمایشگاه استفاده می گرد. بازیابی محلول دکتر که حاوی سولفید سرب معلق است ،به وسیله دمیدن هوا در دمای بالا صورت می گیرد.شمای کلی این فرایند در شکل(1-1) نشان داده شده است.]7[

شکل 1-1:دیاگرام شماتیک فرایند دکتر
1- 4 -2)شیرین سازی کلرید مس:
در این فرایند محلول کلرید مس (II) تحت شرایط فرایندی خاص ،مرکاپتانها را به دی سولفید اکسید می نماید و در ضمن خودش هم تبدیل به کلرید مس (I) می شود.
واکنش این فرایند به شرح زیر می باشد:
4RSH +2CuCl2 ?2Cu(SR) +4HCl +RSSR (1- 3)
2Cu(SR)+2CuCl2 ?4CuCl +RSSR (1- 4)
(1-5) Cu(SR)+HCl ? RSH+CuCl
مرحله احیا نیز به صورت زیر انجام می شود:
2Cu(SR)+O2 ? 2CuO+RSSR (1-6)
CuO+2HCl ? CuCl2 +2H2O (1-7)
4CuCl +4HCl+O2 ? 4CuCl2 +2H2O (1-8)
در این فرایند سولفید هیدروزن و گوگرد عنصری ابتدا توسط شستشو با کستیک حذف می شوند و سپس برای حذف آب و کاستیک باقیمانده خوراک را از روی بستر نمک عبور می دهند. پس از خشک شدن ، جریان هیدروکربوری را با اکسیژن خالص مخلوط شده ، وارد برج تصفیه می گردد.عمل اختلاط کسیژن با برش نفتی توسط اجکتور صورت می گیرد.همچنین خوراک قبل از ورود به برج تصفیه ، با محلول کلرید مس توسط اجکتور مخلوط می گردد.در برج تصفیه واکنش ها تکمیل شده و برش نفتی که تصفیه گردیده است از بالای آن خارج می شود. برش های نفتی سپس با آب شسته شده تا اگر محلول کلرید مس با آن از برج خارج گردیده باشد ، جدا گردد و در نهایت پس از عبور از یک فیلتر نمکی خشک گشته و از واحد خارج می شود .شمای کلی این فرایند در شکل (1-2) نمایش داده شده است.]7[

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   منبع تحقیق درمورد نمونه برداری، تجزیه واریانس، مزایا و معایب

شکل (1-2):فرایند کلرید مس
1- 4 -3 )فرایند هیپوکلریت:
هیپو کلریت از مدت ها پیش به عنوان عامل اکسید کننده جهت کاهش بوی مرکاپتانهای موجود در برشهای نفتی مورد استفاده قرار می گرفته است.واکنش شیمیایی این محلول به صورت زیر می باشد:
2RSH +NaOCl ? R2S2 + H2O+NaCl (1-9)
با اینکه کاربرد این روش ساده می باشد ولی به علت مصرف زیاد مواد شیمیایی،گران می باشد.علاوه بر این در مورد تمامی بنزین ها، به ویژه بنزین های کراکینگ که حاوی هیدروکربن های سیر نشده اند قابل استفاده نیست. زیرا با این بنزین ها ،مواد ناپایدار و خورنده ایجاد می کند. شماتیک کلی این فرایند در شکل (1-3) نمایش داده شده است.]9[

شکل (1-3): فرایند هیپو کلریت
1- 4- 4) فرایند غربال مولکولی:
غربالهای مولکولی می توانند مر کاپتان و H2S را تواما از جریانهای مایع هیدرو کربوری سبک چون LNG ،LPG، پروپان مایع و بنزین حذف نمایند.هم اکنون واحدهای زیادی در سرویس شیرین سازی پروپان مایع می باشد و تصور می شودکه اساس عملیات جهت بوتان و یا جریان های سنگین تر کاملا مشابه باشند.غربال مولکولی به صورت انتخابی می تواند ترکیبات قطبی مانند 2S HوH2O و مرکاپتان را از هیدرو کربورهای پارافنیک غیر قطبس جدا کند.البته شایان ذکر است که غربال مولکولی در مقابل ترکیباتی مانند دی سولفید کربن S2 C و کربن سولفید COSو سولفور عنری از کارایی خوبی برخوردار نیست.
Bacon &Henkeدر طی تحقیقات خود گزارش دادند که شیرین سازی با غربال مولکولی جهت بنزین خام می تواند درصد گوگرد را تا مشخصات مطلوب کاهش دهد.از آن زمان تا سال 1970 کار توسعه و طراحی منجر به نصب دو واحد تجاری گردیده است که از غربال مولکولی 13A در یک فرایند سیکلی مطابق با شرایط زیر کار شیرین سازی را انجام می دهد.
جدول (1-3 ):شرایط عملیاتی گوگردزدایی بنزین طبیعی توسط غربال مولکولی
خوراک
12000BPSD , 12Psi RVP, 1000 ppm Sulfur
واحد
2Bed of 50,000 lb. Type 13X
گاز احیا
350000 SCFH at 600 F
به طور کلی چنانچه وزن مولکولی هیدروکربورها زیاد شود، وزن مولکولی ترکیبات سولفوری نیز افزایش می یابد.]10[
رقابت بین هیدروکربورها و ترکیبات سولفوری،مطابق با وزن مولکولی آنها بیشتر می شود.از این روست که می بینیم H2Sرا به سادگی از جریان بوتان و پروپان می توان حذف نمود ،در حالیکه حذف مرکاپتانهای سنگین از بنزین سخت تر انجام می شود.
در این فرایند علاوه بر شیرین سازی، آبگیری نیز جهت مایع ترش صورت می پذیرد. ابتدا مایع ترش به صورت یک جریان پایین رونده از بستر شماره یک عبور می کند ، چنانچه این بسر از ترکیبات گوگردی و یا آب اشباع شود ، بستر شماره دو در سرویس قرار می گیرد و بستر شماره یک را احیا می نماید. در عملیات احیا ،کلیه مایعات از درون بستر تخلیه شده و سپس گاز داغ با با دمایF 400-600 به آن وارد می شود. اینگاز را میتوان به عنوان سوخت سوزاند، بعد از اتمام عملیات احیا ،بستر را توسط پاشش جریان مایع شیرین شده سرد می نماید.در شکل (1-4) فلودیاگرام یک واحد صنعتی که جهت شیرین سازی و خشک کردن همزمان خوراک LPGتا سطح Ultrapure بکار رفته است ، را می توان مشاهده نمود.]10[

شکل(1-4): فرایند غربال مولکولی
1 – 4 – 5 )شستشو با محلول سود:
محلول آبی سود معمولا در محدوده 20-5 درصد وزنی مورد استفاده قرار می گیرد(برای مرکاپتانها با نقطه جوش بالا ممکن است غلظت سود بالای 10 درصد وزنی باشد). واکنش های انجام شده در طی شستشو عبارتند از:
H2S+NaOH ? NaSH+H2O (1-10)
NaSH +NaOH ? Na2S +H2O (1- 11)
CH3SH + NaOH ? CH3SNa +H2O (1- 12)
RSH +NaOH ? RSNa +H2O (1- 13)
R در واکنش فوق نماینده بنیان هیدروکربن می باشد.
جذب ترکیبات گوگردی توسط سود می تواند به صورت غیر پیوسته13 نسبت به فاز سود و یا تماس پیوسته14 با جریانهای متقابل صورت گیرد. این سیستم شامل مخلوط کننده ،جدا کننده تلمبه گردش سود است.]9[
در بسیاری از پالایشگاه

دسته‌ها: No category

دیدگاهتان را بنویسید