بخشی از مقاله
*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست ***
فرایند مرکاپتان زدایی از برش های نفتی
چکیده
وجود ترکیبات گوگردی و مرکاپتانها در برشهای نفتی موجب آلودگی محیط زیست و در خطوط انتقال و مخازن نگهداری، باعث خوردگی می شود. بنابراین لازم است تا مقدار گوگرد و مرکاپتانها در برشهای نفتی تا حد استانداردهای بین المللی، کاهش یابد. بدین منظور، فرآیند DMD جهت مرکاپتان زدایی بسط یافته است که با این روش امکان مرکاپتان زدایی از برشهای مختلف نفتی و حتی نفت خام به عنوان خوراک ورودی میسر می باشددر این مقاله، نتایج مطالعات تجربی بر روی مرکاپتان زدایی خوراکهای مختلف نفتی با استفاده از فرآیند DMDارائه گردیده و با بررسی عوامل مؤثر در این فرآیند، شرایط بهینه برای انجام واکنش تعیین شده است.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.
کلمات کلیدی: مرکاپتان زدایی، شیرین سازی، فرآیند DMD
مقدمه
ترکیبات گوگردی بصورت ناخواسته در برشهای نفتی وجود دارند و باید میزان آن با روشهای مناسب تا حد استانداردهای بین المللی کاهش یابد که به این عملیات "شیرین سازی" می گویند. گوگرد در برشهای نفتی به صورت گوگرد عنصری و یا سولفید هیدروﮊن (H2S)، سولفید کربنیل (COS)، دی سولفید کربن (CS2)، مرکاپتان (RSH)، تیوفن و یا سایر ترکیبات گوگردی می باشد. این ناخالصیها پس از احتراق اکسید شده و ایجاد آلودگیهای زیست محیطی می کنند. مرکاپتان با وزن مولکولی کم، فرار، سمی و خورنده است و بوی زننده دارد که موجب مشکلات در هنگام ذخیره سازی و انتقال مواد نفتی می شود. فرآیندهای مختلفی برای کاهش میزان ترکیبات گوگردی و مرکاپتان در صنعت وجود دارد، برخی از آنها به علت مسائل زیست محیطی، عملیاتی و همچنین هزینه بالای آنها منسوخ شده اند]۳-۱.[
در سالهای اخیر، روش DMD به عنوان یک روش مناسب برای شیرین سازی، برشهای نفتی توسعه یافته است. در این فرآیند سولفید هیدورﮊن (H2S) به وسیله شست وشوی با محلول هیدروکسید رقیق (1-2 wt%) ، طی واکنش زیر از برش نفتی جدا می شوند .
ترکیبات سبک مرکاپتان (C1-C3) با استفاده از محلول کاستیک (8-10 wt%) تحت کاتالیست (IVKAZ)، طی واکنش ۲ از سیستم جدا می گردند.
برای هیدروکربنهای نسبتاﹰ سنگین مانند نفتای سنگین که حاوی مرکاپتان های سنگین هستند مطابق واکنش ذیل با ﹸاکسایش مرکاپتانهای سنگین تحت کاتالیست (UVKO) به دی سولفاید تبدیل می شوند.
بر حسب نوع خوراک، فرآیندهای مختلف DMD، جهت جداسازی ترکیبات گوگردی از برشهای نفتی، گسترش یافته است]۴و۵.[
روش تجربی
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) در جدول (۱)، خوراک و مواد مورد استفاده در این مطالعه را نشان می دهد.
شکل (۱)، 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 (D = 3cm, H=35cm) انجام میگردد که کاتالیست هتروﮊن (UVKO-2) 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.
در شکل (۲)، 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.
پس از جدا شدن ترکیبات گوگردی و مرکاپتان، محصول از قسمت بالای راکتور خارج می گردد که با نمونه گیری و انجام آزمایش، میزان مرکاپتان باقیمانده در آن تعیین می شود. برای اکسیداسیون مرکاپتانهای سنگین، امکان تزریق اکسیژن نیز به سیستم میسر می باشد. در جدول (۲)، شرایط آزمایش برای مرکاپتان زدایی از برشهای نفتی (نفت سفید، بنزین و گازوئیل) ارائه گردیده است.
