مزایای کاتالیست تولیدی شرکت سامیار
1- اجرای انواع روشهای گوگردزدایی مانند HDS و ODS
2- پیاده سازی گوگردزدایی با روش نوین کاتالیست هتروژن برای اولین بار در ایران
3- بالاترین راندمان و کیفیت ممکن به همراه کمترین هزینه سرانه‌ی گوگردزدایی نسبت به روشهای دیگر
4- فراوری پسماندهای نفتی و تبدیل به محصولات با ارزش
در ادامه به بررسی و مفاهیم اولیه ی گوگرد زدایی و انواع گوگردزدایی میپردازیم.
انواع گوگرد موجود در هیدرو کربن ها
گوگردزدایی عبارت است از حذف گوگرد یا ترکیبات گوگردی از سوخت. متداول ترین فرآیند گوگردزدایی،گوگردزدایی به منظور شیرین سازی گاز طبیعی است، اما برای سوختهای مایع نیز به طور گسترده استفاده میشود.
گوگرد در نفت خام، گاز طبیعی، گاز فرآیند و مایعات گاز طبیعی (LNG) ممکن است اشکال مختلفی داشته باشد، از جمله سولفید هیدروژن (H2S)، سولفید کربونیل (COS)، اکسیدهای گوگرد (SOx) و کل خانواده مرکاپتانها. مقادیر بالای گوگرد در سوخت خودروها، هنگامی که با بخار آب ترکیب می شود، می تواند باعث خوردگی به علت تشکیل اسید در سوپاپ و بلدنه سیلندر شود که می تواند منجر به از کار افتادن زودهنگام موتور شود.
گوگردزدایی
ترکیبات گوگردی یکی از رایج ترین ناخالصی های موجود در نفت خام است. گوگرد در سوخت مایع به طور مستقیم منجر به انتشار SO2 و ذرات سولفات می شود که نه تنها سلامت عمومی و اموال جامعه را به خطر می اندازد، بلکه عمر موتور را در اثر خوردگی کاهش می دهد. حذف گوگرد از نفت از دیدگاه محیط زیست جهانی نیز مهم است زیرا احتراق ترکیبات گوگرد منجر به تولید اکسیدهای گوگرد می شود که منبع باران اسیدی میباشند. با سخت‌تر شدن مقررات مربوط به گوگرد در سوخت‌ها، فرایندهای گوگردزدایی متنوعی در راستای رسیدن به این استانداردها در صنعت استفاده میشود.
روشهای گوگردزدایی
گوگردزدایی حذف گوگرد بیشتر برای جلوگیری از آلودگی است. فرایندهای گوگردزدایی روشهای مختلفی دارند که به طور عمده در موارد زیر خلاصه میشوند.
هیدروسولفوریزاسیون
گوگردزدایی استخراجی، اکسیداتیو و آلکیلاسیون
تعداد کمی از این روش ها برای گوگرد زدایی نفت سنگین قابل اجرا و یا کارآمد هستند که عمدتا به دلیل خواص نفت سنگین مانند محتوای گوگرد بالا، ویسکوزیته بالا، نقطه جوش بالا و طبیعت نسوز ترکیبات گوگردی میباشد.
هیدروسولفوراسیون (HDS)
هیدروسولفورزدایی متداول ترین روش مورد استفاده در صنعت نفت برای کاهش میزان گوگرد نفت خام است. در بیشتر موارد HDS با ورود همزمان سوخت و H2 به یک راکتور با بستر ثابت مملو از کاتالیزور HDS مناسب انجام می شود. کاتالیزورهای استاندارد در این فرایند HDS NiMo/Al2O3 و CoMo/Al2O3 هستندکه انواع بیشتری نیز وجود دارد. در طول فرایند HDS، گوگرد موجود در ترکیبات آلی گوگرد به گاز H2S تبدیل می شود. انتخاب یک نوع کاتالیزور نسبت به نوع دیگر بستگی به کاربرد دارد. به طور کلی کاتالیزورهای NiMo و CoMo قابلیت هیدروژناسیون بیشتری دارند.
جهت کسب اطلاعات بیشتر درباره ی این روش گوگردزدایی کلیک کنید.
گوگردزدایی اکسیداتیو (ODS)
گوگردزدایی اکسیداتیو، همانطور که از نام آن پیداست، شامل یک واکنش شیمیایی بین یک عامل اکسید کننده و گوگرد است که گوگرد زدایی را تسهیل می کند. ODS شامل دو مرحله مهم میباشد. مرحله اول اکسیداسیون گوگرد است که ماهیت ترکیبات گوگرد را تغییر می دهد. مرحله دوم حذف گوگرد است که از خواص ترکیبات گوگرد اکسید شده (متفاوت از ترکیبات گوگرد اکسید نشده) برای حذف آنها استفاده میکنند. تا کنون مقادیر زیادی مقاله در مورد ODS در سالهای گذشته منتشر شده است که نشان می دهد یکی از فرایندهای مهم در این زمینه میباشد. یکی دیگر از رایج ترین کاربردهای صنعتی ODS، شیرین سازی گاز طبیعی است که یک فرآیند تصفیه میباشد که برای تبدیل تیولها به دی سولفیدها استفاده می شود.
جهت کسب اطلاعات بیشتر درباره ی این روش و همچنین لایسنس شرکت سامیار کلیک فرمایید.
روش انجام گوگردزدایی اکسیداتیو
در گوگرد زدایی اکسیداتیو، یک عامل اکسید کننده ترکیبات گوگردی موجود را اکسید میکند و به ترکیبات قطبی تبدیل میکند تا توسط یک حلال قطبی قابل جداسازی باشند. گوگردزدایی اکسیداتیو یکی از فرآیندهای گوگرد زدایی مهم برای تولید سوخت با سطح گوگرد کم است.
اکسیداسیون شامل دو مرحله است: اکسیداسیون ترکیبات گوگردی و اکسیداسیون حذف سولفوکسیدها (ترکیات گوگردی اکسید شده) با کمک روشهای جداسازی.
در اکسیداسیون ترکیبات گوگرد با افزودن اتم‌های اکسیژن اکسید میشوند تا ترکیبات گوگردی قطبی تشکیل دهد. خواص شیمیایی و فیزیکی سولفون‌ها تفاوت زیادی با هیدروکربن‌های موجود در نفت دارند و به همین دلیل جداسازی آنها امکان‌پذیر میباشد.
علت محبوبیت و مزایای روش اکسیداتیو به شرح زیراست ؛هزینه‌ی عملیاتی متناسب در دمای پایین و عدم نیاز به گاز هیدروژن ،زمان کوتاه بودن به دلیل وجود کاتالیزورهایی با بازدهی مفید، ساخت راکتور متناسب و باصرفه.
اکسیداسیون کاتالیزوری
در فرایند اکسیداسیون کاتالیزوری، تعدادی روش مختلف وجود دارد. به عنوان مثال، استفاده از کاتالیزورهای اکسیداسیون که انرژی شروع واکنش را روی سطح فعال کاتالیزوری کاهش می‌دهند. همچنین موادی وجود دارند که به عنوان حامل اکسیژن عمل می کنند و عامل اکسیداسیون فعالتری از اکسیژن هستند. سوم، کاتالیزورهایی هستند که تجزیه هیدروپراکسیدها را تسهیل می کنند . عاملهای اکسید کننده می توانند به طور انتخابی ترکیبات گوگرد را در نفت خام اکسید کنند. بسته به ماهیت آنها، می توان آنان را نیز به عنوان نوعی اکسیداسیون کاتالیزوری در نظر گرفت.
شرکت صنعت آفرین سامیار مفتخر است در راستای بومی سازی فرایندهای گوگردزدایی و تولید کاتالیستهای آن، به صنایع مربوطه خدمت‌رسانی کند.
اهمیت کاتالیست
کاتالیست ناهمگن معمولاً شامل کاتالیزورهای فاز جامد و واکنش‌دهنده‌های فاز گاز میشود. در این حالت، چرخه‌ای از جذب مولکولی، واکنش و دفع در سطح کاتالیزور رخ می دهد. ترمودینامیک، انتقال جرم و انتقال حرارت از عوامل مهمی هستند که بر سرعت (سینتیک) واکنش تأثیر می گذارند.
کاتالیست ناهمگن از آنجایی مهم است که تولید سریعتر، در مقیاس بزرگ و تشکیل محصول انتخابی را امکان پذیر می کند. درصد قابل توجهی از تولید ناخالص در جهان تحت تأثیر کاتالیزور است. تولید موارد بسیار زیادی از مواد شیمیایی (از نظر حجمی) توسط کاتالیزورهای جامد در فرایندهای صنعتی انجام میشوند.. صنایع شیمیایی و انرژی به شدت بر کاتالیزور ناهمگن متکی هستند.
نقش کاتالیست در فرایندهای HDS و ODS
در فرآیند ODS، کاتالیزورها نقش مهمی ایفا می کنند، زیرا آنها مسئول فعال سازی اکسیدانها هستند. اکثر کاتالیزورهای همگن و ناهمگن شناخته شده دارای فلزات واسطه میباشند. نقطه ضعف اصلی کاتالیزورهای همگن پیچیدگی ساخت و احیای آنهاست. بنابراین، کاتالیزورهای ناهمگن برای ODS اهمیت مضاعفی دارند. در مورد کاتالیزورهای ناهمگن، پایه کاتالیست نقش مهمی ایفا می کند. پایهی کاتالیست فعالیت، گزینش و پایداری آن را تحت تأثیر قرار می دهد و بازیابی کاتالیزور را از مخلوط واکنش فراهم می کند. یک کاتالیست هتروژن مناسب دارای سطح ویژه بالا میباشد تا فضای مناسبی را جهت انجام واکنش در منافذ خود ایجاد نماید.
گوگردزدایی با کاتالیست هتروژن
توانایی سطوح جامد برای ایجاد و شکستن پیوندها به مولکولها، از محیط اطراف، اساس پدیده کاتالیست ناهمگن است. بسیاری از واکنش های شیمیایی توسط سطوح جامد کاتالیست می شوند. این شامل اکثر فرآیندهای شیمیایی در مقیاس بزرگ در صنعت و تعدادی از فرآیندهای حفاظت از محیط زیست مانند فیلتر کردن گازهای خروجی در خودروها می شود.فرایندهای پتروشیمی و پالایشگاهی به طور ویژه به کاتالیست ناهمگن وابسته اند. فن‌آوری‌های پالایشگاهی آینده مبتنی بر هیدروژن یا سایر حامل‌های انرژی نیز به کاتالیست ناهمگن نیاز خواهند داشت. در واقع، بسیاری از چالش‌های آینده
مرتبط با تولید هیدروژن و سلول‌های سوختی ارتباط نزدیکی با یافتن کاتالیزورها و فرآیندهای کاتالیزوری جدید دارند.
گوگردزدایی از گاز طبیعی
گوگردزدایی از گاز طبیعی معمولاً با جذب سطحی انجام می شود که مقادیر کم گوگرد از طریق کربن فعال جذب می شود. در واحدهای صنعتی آزمایشها به طور منظم انجام می شود تا اطمینان حاصل شود که گوگرد در مقدار قابل قبول جداسازی شود. برای کاهش میزان دی اکسید گوگرد آزاد شده در هوا، گوگرد زدایی از گاز ناشی از احتراق نیز لازم است که یکی از عوامل مهم در تشکیل باران اسیدی است. دستگاهی به نام اسکرابر برای حذف گوگرد از گازهای احتراق واحدهای بزرگ صنعتی استفاده می شود.
گوگردزدایی از احتراق ذغال سنگ
گوگردزدایی از روغن ها به دو صورت عمده انجام می شود. مورد اول مشابه گوگرد زدایی از گاز طبیعی است که معمولاً در صورتی استفاده می شود که سطح گوگرد نسبتاً پایین باشد. روش دوم گوگرد زدایی میکروبی است که از میکروارگانیسمها برای حذف ترکیبات گوگردی استفاده می کنند و آلودگی هوا را در طی فرآیندهای پالایش کاهش می دهد.
گوگرد بعد از کربن و هیدروژن فراوان ترین عنصر در نفت است. ترکیبات گوگردی را می توان به دو صورت معدنی و آلی یافت. گوگرد غیر آلی، مانند گوگرد عنصری و H2S می تواند به صورت محلول یا معلق وجود داشته باشد. ترکیبات آلی گوگرد مانند تیول ها، سولفیدها و ترکیبات تیوفنیک منبع اصلی گوگرد موجود در نفت خام هستند.
حلالهای قطبی مانند متانول، استونیتریل و دی‌متیل فرمامید و غیره حلالهای مناسبی برای استخراج ترکیبات سولفون هستند، اما به علت نزدیک بودن نقطه جوش آنها به سولوفون‌ها که دماهای 300 درجه دارند فرایند جداسازی را پرهزینه و دشوار میکند. یکی از حلال‌ها مانند استونیتریل دارای نقطه جوش کمی است که خود باعث تسریع جداسازی و تقطیر میشود. از بهترین این حلال‌ها آب است که به علت در دسترس بودن و قیمت پایین به طور عمده در فرایند اکسیداتیو استفاده میشود.