(1-37)
بخش اکسیداسیون : خوراک که عاری از سولفید هیدروژن و مرکاپتانهای سبک شده است وارد میکسر M-2 می شود. در ورودی میکسر، هوا و محلول سود حاوی کاتالیست (KTK) به خوراک افزوده می شود. سپس نفت خام بهمراه محلول سود حاوی کاتالیست از پائین وارد ستون R-2 می گردد. در این راکتور مرکاپتانهای سنگین تر از در کنار کاتالیست هموژن IVKAZ و دما و فشار مشخص تبدیل به دی سولفاید می گردد.
واکنش این مرحله بصورت زیر است:
1-38) )
محصول مرکاپتان زدائی شده از بالای راکتور R-2 وارد سپراتور V-3 می شود.
محصول شیرین به همراه دی سولفاید از بالای این سپراتور خارج می شوند و محلول سود حاوی کاتالیست IVKAZ از پائین سپراتور خارج شده و توسط پمپ P- به نفت خام ورودی میکسر M-2 اضافه می شود.]17[
بخش احیاء: محلول کاستیک که حاوی مرکاپتیدهاست از پائین سپراتور V-1 خارج شده و وارد ستون R-1 می گردد. هوا با دبی و فشار مشخص از پائین ستون R-1 تزریق شده و در این مرحله مرکاپتید سدیم و سولفور سدیم اکسید می شوند. واکنش های انجام شده بصورت زیر است:
(1-39)
(1-40)
بعد از این واکنش ها محلول کاستیک احیاء شده از بالای ستون R-1 خارج شده و وارد جداکننده V-2 می گردد. هوا از بالای جداکننده جدا شده و دی سولفاید از محلول سود احیاء شده جدا می شود. محلول کاستیک احیاء شده توسط پمپ P-1 به میکسر M-1 ارسال می گردد.
مزایا و معایب :
از مزایای فرایند DMC می توان به ارزان بودن فرایند و قابلیت حذف مرکاپتان های سبک اشاره کرد.
از معایب فرایند DMC نیز می توان به موارد زیر اشاره کرد:
• عدم قابلیت حذف همه سولفورها
• مصرف مواد شیمیایی( سود) که بعداً نیاز به تصفیه دارند.
1- 4 – 9)تصفیه هیدروژنی
در صنعت پالایش نفت و در محصولات تقطیر،گوگرد به شکل ترکیبات آلی وجود دارد که طی فرایندی موسوم به (گوگردزدایی هیدروژنی) بر طرف می شود.برای این منظور ترکیبات گوگرددار در حضور کاتالیست با هیدروژن واکنش داده و به سولفید هیدروزن و هیدروکربن تبدیل می شوند،H2S بدست آمده گازی شکل است و به آسانی جدا می شود.گوگردزدایی هیدروژنی(HDS) در مورد ترکیبات خطی به طورشماتیک مطابق فرمول(1-41) انجام می شود]18[
R-SH +H2 ?R-H +H2S (1-41) گوگردزدایی هیدروژنی در مورد ترکیبات حلقوی (آروماتیک) و چند حلقه ای (پلی آروماتیک) نیز تقریبا به طور مشابه انجام می شود،که محصول نهایی آن یک هیدرو کربن مایع بدون گوگرد و گاز H2S است.البته سازوکار واکنش ترکیبات حلقوی گوگرددار به سادگی فرمول (1-41) نیست بلکه واکنش ازمسیر های متعددی پیش می رود .ترکیبات گوگردی موجود در نفت خام به اینزیر گروه ها تقسیم بندی می شوند:
1) گوگرد خالص آزاد
2) مرکاپتان ها و تیول ها (R_SH)
3) سولفید هیدروژن
4) سولفید ها
5) دی سولفید ها(R-S-S-R) از قبیل دی متیل دی سولفید (CH3-S-S-CH3) و دی متیل دی سولفید
6) پلی سولفید ها R_R_Sn
7) تیوفن ها و مشتقات آنها که در ترکیبات سنگین تر وجود دارند و نقطه جوش بالایی نیز دارند ،بنزوتیوفن (BT) و دی بنزو تیوفن (DBT) و دیگر مشتقات آلکیلی آن
گوگردزدایی هیدروژنی:
گوگردزدایی هیدروژنی (HDS) یک واکنش کاتالیستی نا همگن است.فلزات سولفیدی که بر روی یک پایه متخلخل تثبیت شده اند،بهترین انتخاب به عنوان کاتالیست های واکنش (HDS) محسوب می شوند.امروز در سراسر دنیا از کاتالیست مولیبیدین برای این منظور استفاده می شود. فلزات مختلفی نیز به عنوان ترقی دهنده استفاده شده اند که از میان آنها نیکل و کبالت بالاترین فعالیت را نشان می دهند. [18]

فصل دوم:
مروری بر تحقیقات گذشته

آقایان مرتضی تاجریان و همکارانشان 19در سال 1383 به بررسی فرایند مرکاپتان زدایی از برش های نفتی پرداخته اند و نتایح مطالعات تجربی بر روی مرکاپتان زدایی خوراکهای مختلف نفتی با استفاده از فرایند DMD را ارائه داده اند و با بررسی عوامل مؤثر در این فرآیند، شرایط بهینه برای انجام واکنش تعیین کرده اند .نتایج این تحقیق نشان می دهد که این فرآیند قابلیت بالایی جهت کاهش میزان مرکاپتان و ترکیبات گوگردی از برشهای نفتی دارد و کاهش مرکاپتان تا میزان استانداردهای زیست محیطی امکان پذیر می باشد.
در این تحقیق تجربی، مرکاپتان زدایی از خوراکهای مختلف (نفت سفید، بنزین و گازوئیل) به صورت پیوسته و ناپیوسته انجام شد تا عوامل مؤثر بر این فرآیند و شرایط بهینه تعیین گردد. متغیر مستقل در این مطالعه میزان مرکاپتان می باشد که اثر پارامترهای مختلف برای حصول به حد مجاز مرکاپتان، مورد بررسی قرار گرفت.
سنجش پارامترها، بر مبنای استانداردهای موجود در این زمینه انجام شده است ( UOP163) مواد مورد استفاده در این مطالعه نفت سفید ،بنزین ،گازوییل،هیدروکسید سدیم وکاتالیست می باشند.
شکل سیستم آزمایشگاهی مرکاپتان زدایی برای انجام عملیات ناپیوسته را نشان می دهد همانطور که مشاهده می شود فرآیند مرکاپتان زدایی درون یک راکتور شیشه ای انجام می گیرد که کاتالیست هتروژن به صورت بستر ثابت درون ستون قرار گرفته است و هوای مورد نیاز از پائین راکتور وارد می گردد . برای گرم کردن راکتور، از یک کویل حرارتی استفاده می شود و پس از مدت زمان لازم، نمونه گیری از سیستم انجام شده و میزان مرکاپتان باقیمانده در آن تعیین می شود.

شکل (2-1 )سیستم آزمایشگاهی مرکاپتان زدایی از برشهای نفتی به صورت ناپیوسته
(1-المنت حرارتی 2-توزیع کننده و ساپورت 3- کاتالیست 4- ترانسفرمر 5- ترموکوپل و کنترلر 6- رله و
کنتاکتور 7- کندانسور 8- کپسول هوا 9-فلومتر هوا)
در شکل ( 2-?)، سیستم پیوسته برای مرکاپتان زدایی از خوراکهای مختلف ارائه شده است. خوراک با دبی معین از قسمت پائین راکتور وارد می شود. درون راکتور کاتالیست به صورت بستر ثابت قرار گرفته است.

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   پایان نامه درمورد مصرف کنندگان، خارج از خانه، مصرف کننده

شکل ( 2-?): سیستم پیوسته مرکاپتان زدایی از برشهای نفتی
(1-المنت ?-توزیع کننده و ساپورت ?- کاتالیست ?- ترانسفرمر ?- کنترلر ?- رله و کنتاکتور ?- محلول هیدروکسید سدیم ?- کپسول هوا ?-فلومتر ?? – شیر ورودی هوا ?? – اورینگ پمپ ?? – کندانسور ??- خروجی محصول ?? – محصول مرکاپتان زدایی شده)
پس از جدا شدن ترکیبات گوگردی و مرکاپتان، محصول از قسمت بالای راکتور خارج می گردد
در جداول نتایج بدست آمده از آزمایشهای انجام شده بر روی نفت سفید در دو حالت پیوسته وناپیوسته ارائه شده است.
جدول(2-1): نتایج آزمایشهای مرکاپتان زدایی از نفت سفید به روش ناپیوسته
شماره آزمایش
دما(سانتیگراد)
دبی هواml/min))

مرکاپتان بعد ازاکسیداسیون(ppm)
1
80
5/0
<1
2
80
25/0
<1
3
70
25/0
7
4
70
2/0
5

جدول(2-2): نتایج آزمایش های مرکاپتان زدایی از نفت سفید به روش پیوسته
شماره آزمایش
دما(c)
دبی هوا((ml/min
دبی نفت سفید
(ml/min)
مرکاپتان بعد از اکسیداسیون(ppm)
1
70
3
2/0
6
2
70
4/3
2/0
5
3
75
3
2/0
1 >
4
75
4/3
2/0
1
5
70
5
25/0
6
6
70
4
23/0
4
7
70
4
2/0
2
میزان هوای ورودی و دما بر روی میزان مرکاپتان زدایی از برشهای نفتی موثر می باشد با توجه به شکل زیر با افزایش میزان هوای ورودی تا min/ml4 ،مقدار مرکاپتان باقیمانده در نفت سفید کاهش می یابد که این امر نشان دهنده افزایش اکسیداسیون در سیستم است ولی بعد از آن بعلت سرد شدن بستر و افزایش قطر حبابها که باعث کاهش زمان اقامت خوراک در راکتور می شود می شود راندمان کاهش یافته و میزان مرکاپتان موجود افزایش می یابد.

نمودار(2-1) :نمودار میزان مرکاپتان باقیمانده از فرایند DMD بر حسب دبی هوا
همچنین در نمودار(2-2)مرکاپتان باقیمانده در بنزین بعد از انجام فرآیندDMD بر حسب زمان ارائه شده است

نمودار(2-2):نمودار میزان مرکاپتان باقیمانده از فرایند DMD بر حسب زمان
طبق نتایج بدست آمده اگر چه افزایش دما، باعث افزایش سرعت واکنش اکسیداسیون می شود ولی فشار بخار خوراک نیز افزایش می یابد لذا واکنش باید در حداقل دمای ممکن انجام شود تا فشار سیستم نیزحداقل میزان باشد. کاتالیست فرایند DMD ،دارای فعالیت بالایی می باشد و امکان حصول مرکاپتان در برشهای نفتی تاحد مجاز(بنزین کمتر از ppm 5،گازوئیل و نفت سفید ppm10) از این روش میسر است.[19]
آقای شاریپوو20 در سال 1994برروی مرکاپتان‌زدایی سوخت‌ها و گازهای مایع در حضور پلی فتالوسیانین کبالت تحقیقاتی به شرح زیر را انجام داده اند.
هیدروفراوری در صنعت پالایش نفت کاربرد فراوانی در زمینه زدایش مرکاپتان‌ها از دی‌استال‌ها دارد؛ فرایندهای مرکاپتان‌زدایی پایه نیز بکار برده می‌شوند. هیدروفراوری کاتالیزی، کارآمدترین روش است. با این حال ظرفیت هیدروفراوری برای فراوری تمامی سوخت‌های تولیدشده در پالایشگاه کفایت نمی‌کند. از این گذشته تاثیر درجه هیدروفراوری بر خصوصیات خدماتی سوخت‌ها بخصوص سوخت جت‌ها، چنانکه باید بررسی نشده است. بنابراین در برخی از مواردمزیت اصلی از مرکاپتان‌زدایی انتخابی حاصل می‌گردد که از لحاظ برنامه طرح جریان فرایند ساده بوده و هزینه کمتری دارد.
براساس تجربیات حاصل در زمینه تولید روغن روانکاری، می‌دانیم که زدایش آنتی‌اکسیدان‌های طبیعی همراه با اجزاء مضر تاثیری منفی بر پایداری نفت خواهد داشت. نتایج مشابه را می‌توان در فراوری سوخت‌ها بدست آورد زیرا مصرف‌کنندگان بالاترین درجه زدایش ترکیبات گوگردی را مطالبه می‌کنند.
جذب در محلول‌های آب یکی از روش‌های کارآمد برای فراوری هیدروکربن‌های مایع و گازی به منظور زدایش مرکاپتان‌های دارای نقطه جوش پایین است. اثربخشی این روش براساس خصوصیات اسیدی مرکاپتان‌ها تعیین می‌گردد. خاصیت اسیدی با افزایش وزن مولکولی مرکاپتان و همچنین از مرکاپتان‌های یک‌تایی به دوتایی و سه‌تایی افت می‌کند. یکی از معایب استخراج با مواد سوزا، بازگشت‌پذیری واکنش بین مرکاپتان‌ها و مواد سوزاست؛ چنانکه مرکاپتان همچنان در محلول سوزا انباشته می‌گردد، تعادلی حاصل شده و مانع استخراج بیشتر مرکاپتان ‌ها خواهد شد. معایب دیگر شامل مصرف زیاد مواد قلیایی و تشکل مقادیر زیاد پسماند خورنده شور است که جمع‌اوری و فراوری آنها هزینه‌های پالایشی را بشدت افزایش می‌دهد.طبق بررسی های انجام شده نمی‌توان مقادیر زیاد مرکاپتان‌ها را با استخراج سوزا از بنزین یا نفت سفید حذف کرد؛ بخصوص زمانی که توزیع بین مواد سوزا و هیدروکربن‌ها به تعادل می‌رسد. با این حال چنین مرکاپتان‌هایی آنقدر حل‌پذیر هستند که آنها تا درجه محدودی وارد فاز سوزا می‌گردند. شاید وضعیت به این صورت باشد که گروه‌های SH وارد فاز سوزای پایه می‌شوند. در این شرایط در حضور کاتالیزگر ویژه و هوا، مولکول‌ مرکاپتان‌ها فوراً به دی‌سولفید اکسید می‌گردند. این شرح مکانیسم اکسیداسیون ساده‌سازی شده است اما نمایش گرافیکی این احتمال ( تبدیل مرکاپتان‌های غیرقابل استخراج به ترکیبات کمتر فعال یعنی دی‌سولفید‌ها) را در شرایط خاص نشان می‌دهد. اکسیداسیون در محیط قلیایی انجام می‌گردد. می‌توان کاتالیزگر اکسیداسیون را بر یک ساپورت جامد ایستا ته‌نشین کرد یا اینکه می‌توان آنرا در محلول سوزا معلق ساخت.همچنین کاتالیزگرهای سودمند برای این فرایند شامل محلول‌های سوزای کمپلکس‌ای فتالوسیانین، کبالت یک‌تایی و کمپلکس‌های ‌اهن می‌باشند. مرکاپتان‌زدایی با استفاده از این کاتالیزگرها در دمای 80-40درجه سانتیگراد در فشار اتمسفر انجام می‌گردد که فشار فرایند معمولاً براساس فشار بخارات محصول مورد فراوری و نیز مقاومت هیدرولیکی سیستم تعیین می‌گردد.

دسته‌ها: No category

دیدگاهتان را بنویسید