، P-disulphide، NaS2O3* و Na2SO4* تا مقدار 99% در فاز بخار میباشد. با افزایش دبی هوای ورودی مقدار diM-disulphide، diE-disulphide وسایر دیسولفیدها از خروجی راکتور کاتالیستی افزایش یافته است و به همین خاطر مقدار دیسولفیدهای خروجی از جداکنندهی دو فازی و سه فازی افزایش یافته است. با افزایش دبی سود ورودی در DMC-1 موجب آن شده است که میزان RSNa* ورودی به راکتور کاتالیستی را افزایش داده است و بههمین ترتیب مقدار دیسولفیدهای خروجی از جداکنندهی دو فازی را افزایش داده است. با افزایش دما، به دلیل اصل ترمودینامیک مقدار دیسولفیدهای خروجی از فاز بخار جداکننده افزایش یافته است، پس با افزایش دبی هوا و سود ورودی و دمای هوای ورودی مقدار دیسولفیدهای خروجی از فلش دو فازی افزایش یافته است این موجب میشود که فرآیند را از هدف دور کند. با افزایش فشار ورودی هوا، مقدار دبی خروجی از جداکننده دوفازی کاهش یافته است و فرآیند را به هدف نزدیکتر خواهد کرد. تغییرات فشار نسبت به سایر پارامترها، تاثیر بیشتری برروی مقدار دیسولفیدها و عملکرد فرآیندها میگذارد،diM-disulphide نسبت به سایر پارامترها در اثر تغییرات پارامترها تغییر بیشتری خواهد کرد.
کلمات کلیدی: فرآیند، شبیهسازی، گوگردزدایی، میعانات گازی، دیسولفیدها

مقدمه
تعریف گوگرد
گوگرد يکی از عناصر جدول تناوبی بوده ٬جزءنافلزات است٬دررديف سوم وگروه ششم قراردارد ودارای عدداتمی۱۶ وعددجرمی۳۲است. گوگرديکی ازمشتقات غيرهيدروکربنی نفت خام میباشد. مشتقات غيرهيدروکربنی نفت خام معمولا شامل ترکيبات گوگرددار ٬اکسيژن داروازت دارمیباشد. درصداين ترکيبات درنفت زياد نيست. ترکيبات اکسيژن داروگوگرددارتقريبا % ۲نفت خام راشامل می شوندکه البته اين درصدقابل تغييراست. اين ترکيبات بيشتردربرشهای سنگين يافت می شوند. ميزان گوگرد در گاز منازل (ppm6-4) و در1LPGحدود (ppm30)است.
کليه ی نفت های شناخته شده عملا دارای گوگرد هستند. نفت های به دست آمده از آمريکای جنوبی و خاورميانه و خاور نزديک به طور متوسط دارای گوگرد بيشتری هستند. ميزان گوگرد در ايران حدودأ % 22/1 گوگرد در نفت خام هفت گل و % 46/2در نفت خام خارک است. نفت های اروپای شرقی خاوردور٬هندوپاکستان وبرمه به طورمتوسط دارای گوگردکمتری هستند.]1[
دو خاصيتی هستند که بيشترين اثر را در ارزش گذاری بر روی نفت 2API مقدار گوگرد و خام دارند. مقدار گوگرد بر حسب درصد وزنی گوگرد بيان می شود و بين 1/0تا ۵ درصد تغييرمی کند( در نفت خام). نفت هايی که بيش از % 5/0 گوگرد دارند معمولا نيازمند فرآورش گسترده و گوگردزدايی هستند. ترکيبات گوگردی موجود در نفت خام عبارتند از: مرکاپتان ها ٬انواع سولفيدها٬پلی سولفيدها ٬تيوفنهاوترکيبات تيوفنی که درقسمتهای سنگين نفت خام متمرکزهستند. در قسمتهای سبک نفت خام هيدروژن سولفيد نيز يافت میشود. در بعضی از نفت ها ٬گوگردبه صورت عنصری نيز وجوددارد. مصارف گوگرد
گوگرد به طور کلی يک ماده ی مضر است که سعی بر حذف آن داريم ولی در بعضی مواقع از آن به عنوان يک ماده ی
مفيد استفاده می شود. يکی از مصارف گوگرد در توليد کود می باشد. کود اوره با پوشش گوگردی يک نوع کود آهسته رهش است ( منظور از آهسته رهش بودن اين است که اين کود در خاک دير تجزيه می شود) که دارای راندمان بالا و مزايای بسيار زيادی برای خاک و گياهان است. اين کود در صنايع کشاورزی کاربرد زيادی دارد. اخيرأ در کشور ما نيز با توجه به راندمان پايين کودهای شيميايی اوره ٬اتلاف آن٬آلودگی شديدخاکهاومنابع زيرزمينی آب به نيترات ونيتريد٬کاهش جذب عناصربه خاکها و … استفاده ازاين نوع کود برای تمامی اراضی کشاورزی کهPH دليل بالا بودن به طور کامل در آب غوطه ور هستند ٬توصيه شده است. زيراصرفنظرازمزايای فوق٬خاکهاPH گوگرد به عنوان يک ماده ی حياتی در ساختمان پروتئين ها به عنوان کاهنده ی و در نتيجه ايجاد شرايط جذب عنصر ريز مغذی خصوصأ آهن روی به کار می رود. لازم به ذکر است که مردم کشور ما در کمبود آهن و روی در کل جهان رکورددار هستند.]1[
مضرات گوگرد و دلايل حذف آن ها
تركيبات آلی گوگرددار بخش اعظم محتوای تركيبات گوگردی نفت خام را تشكيل می دهند . ميزان تركيبات آلی گوگرددار موجود در نفت خام ايران بين 25/0 تا 23/3 درصد وزنی تخمين زده شده است ٬لذاايران از جمله كشورهايی است كه دارای بالاترين مقدار تركيبات آلی گوگرددار در ذخاير نفتی خود می باشد. احتراق مواد سوختنی حاصل از نفت خام مثل گازوئيل و بنزين موجب توليد و نشر اكسيدهای گوگردی شده كه باعث آلودگی محيط زيست و ايجاد باران های اسيدی و غيرفعال شدن كاتاليستهای شيميايی می شوند . همچنين باران های اسيدی موجب حل شدن مواد ساختمانی ٬سمی شدن درياچه ها واز بين رفتن جنگل هاميشود. درصدگوگردزياددراکثرفرآورده های نفتی مضراست وحذف ياتبديل آنهابه مواد بی ضرر٬يکی ازکارهای مهم درپالايشگاه ها است. وجودترکيبات گوگردی در بنزين مضر است زيرا گوگرد سبب خورندگی در قسمت های مختلف موتور می شود و مخصوصأ در محلول در آب که در نتيجه ی احتراق به دست می آيد و SO2 زمستان
به علت جمع شدن سبب خورندگی شديد ميل لنگ می شود. به علاوه مرکاپتانهای محلول در مواد نفتی مستقيمأ در مجاورت هوا موجب خورندگی مس و برنج می شود. مرکاپتانها هم چنين تأثير نامطلوبی روی حساسيت سرب و ثبات رنگ فرآورده ها دارد. گوگرد آزاد در صورتی که وجود داشته باشد ٬خورنده است. گوگرد موجود در بنزين وديگر سوخت ها نيز در اثر احتراق سبب آلودگی هوا و آزاد شدن گازSO2 می شود از اینرو باید میزان گوگزدبه کمترین میزان خود کاهش یابد.

فصل اول
کلیات

1-1گوگرد زدايی
روش های مختلفی برای استخراج ترکيبات گوگردی ساده از برش های سبک نفتی به وسيله ی مواد شيميايی و حلال ها توسعه يافته اند ٬ولی تنهاتعدادکمی ازآنها میتوانند برای برشهای سنگين ازقبيل نفت سياه باقيمانده ويا نفت خام که ترکيبات گوگردی اصلی آنها از نوع تيوفن ها هستند به کار می رود.
سولفور ها ٬دی سولفورهاوتيوفنها٬کمترخورنده هستند٬اماموجب کم شدن عددا کتان در مجاورت تترا اتيل سرب می شوند. قسمت اعظم2SH موقع تقطير نفت در درجه ی حرارت ۴۰۰ و ۳۳۰ درجه ی فارنهايت از نفت خارج می شوند. گوگرد در نفت کوره نيز يافت می شود. مشخصه های بحرانی نفت کوره عبارتند ازگرانروی و مقدار گوگرد. در سال های آينده ٬باتوجه به لزوم جلوگيری ازآلودگی هوا٬مقدارگوگرددرنفت کوره قطعأ کاهش خواهديافت به طوری که دربعضی نقاط٬فقط نفت کوره ی کم گوگرد مورداستفاده قرارمی گيرد.نفت کوره ی سنگين که حاوی گوگرد بسيار کمی است خواهان بيشتری دارد که قيمت آن هم نزديک به قيمت نفت خام اوليه است.گوگرد بر روی سرب و کيفيت محصولات نفتی نيز اثر منفی دارد.گوگرد در مازوت ايجاد خورندگی شديد نموده و در روغن ها باعث کم شدن مقاومت درمقابل اکسيد شدن می شود و در رسوبات سختی را به وجود می آورد.]1[
روش های شيميايی توسعه يافته برای استفاده در مرکاپتان های قابل کاربرد برای گوگرد زدايی ترکيبات نوع تيوفنی نيستند و يا نيازمند مقادير زيادی از مواد شيميايی گران قيمت هستند.,1]21[
فرآيندهای زيادی برای گوگرد زدايی استفاده می شوند که به طور کلی عبارتند از:
گوگردزدايی باکتريولوژيکی
گوگردزدايی با فلزات و ترکيبات فلزی
گوگردزدايی به روش های شيميايی
گوگردزدايی به روش اکسيداسيون
گوگردزدايی زيستی
گوگردزدايی هيدروژنی
روشهای ملايم کردن
1-1-1 گوگرد زدايی باکتريولوژيکی
باکتری گوگرد يک گروه غير همگن از ميکروب ها با ترکيبات گوگردی غير آلی هستند که به صورت قسمت اصلی در متابوليسم آن ها عمل می کنند. از طرف ديگر آن ها رابطه ی بسيار کمی با يکديگر دارند ٬هرچندکه درطبيعت آنها اغلب دراکوسيستم های برپايه ی سيکل گوگرد با يکديگر برخورد می کنند. يک مثال برای اين فرآيند ٬استخرآلوده شده است که کاهش سولفات درعمق استخر روی میدهد. برای مقاصدعملی٬باکتری های گوگرد به4 دسته تقسيم می شوند:]14[
1.باکتریهای اکسيد کننده از قبيل Thiobacillus
2.باکتریهای احياء کننده ی سولفات از قبيل Ddesulfovibio
3.باکتریهای گوگرد بی رنگ از قبيل Beggiatoa
۴.باکتریهای گوگرد رنگی از قبيل Chlobium و Chromatium
1-1- 2 گوگرد زدايی با فلزات و ترکيبات فلزی
فلزات و ترکيبات آن ها ٬به خصوص اکسيدهای آنهابا ترکيبات گوگرد برای تشکيل سولفيدهای پايدار واکنش می دهند و اين روش می تواند در پالايش نفت استفاده شود. ولی اين روش ها در مقايسه با گوگرد زدايی هيدروژنی به دليل توسعه ی زياد اين روش ٬غيراقتصادی می باشند و دليل اصلی آن مشکل احياء ترکيبات فلزی است که بسيار پر هزينه است.
1-1- 3 گوگرد زدايی به روش های شيميايی
ابداعات متعددی در سال های اخير برای گوگرد زدايی اجزاء سنگين و نفت خام با عوامل شيميايی ارائه شده است. مواد شيميايی که در روش های ابداعی مختلف ارائه شده است ٬شامل اسيد مالئيک
٬اسيدساکسينيک٬ هيدروکسيدپتاسيم حاوی۷ تا۲۵درصدوزنی آب٬هيدروکسيد پتاسيم حاوی ۱۰ تا ۱۵ درصد وزنی آب در حضور اکسيژن ٬هيدروکسيدسزيم حاوی ۱۰ تا ۲۰ درصد وزنی آب و مخلوطی از آهک و سنگ آهک و خاک می باشد. درتمامی اين فرآيندها درجه ی حذف گوگرد حدود ۶۰ درصد می باشد.]12[
1-1 -4 گوگرد زدايی به روش اکسيداسيون
در روش ابداعی مربوط به British Petroleum٬اجزاءسنگين نفت خام ابتدابه وسيله ی اکسيداسيون با عوامل مختلف اکسيداسيون و سپس قرار دادن آن در معرض تجزيه ی حرارتی با حرارت دهی سريع برای حذف گوگرد به طور عمده به صورت دی اکسيدگوگرد ٬گوگردزدايی می شوند. انواع متعددعوامل اکسيداسيون ازقبيل پراکسيدها ٬هيدروپرواکسيدها پراسيدکلرين ٬ اکسيد نيتروژن ٬ازن و اکسيژن يا هوا میتواننداستفاده شوند .اکسیداسیون در دمای (180-130) درجه سانتیگراد به مدت min30 تا hr20 انجام می شود و سپس با تجزیه حرارتی در (400-300)درجه سانتیگراد ادامه میابد.
1-1 – 5 گوگرد زدايی زيستی
گوگرد زدايی زيستی(BDS3) عبارت است از حذف ترکيبات گوگردی موجود در نفت با به کارگيری واکنش های کاتاليستی آنزيمی در دما و فشار محدود. در اين فرآيند ازبيوراکتورهای هواگرد به دليل
ساده بودن ٬حسن هوادهی آسان وتنش برشی کمترنسبت به راکتورهای همزن دار استفاده می شود.
جهت کاهش محدوديت هايی از قبيل نسبت حجمی پايين آب به نفت ٬محدود بودن بازگشت بيوکاتاليست به راکتور و همچنين قيمت بالای بيوکاتاليست تحقيقاتی در زمينه ی سيستم تثبيت در فرآيند گوگردزدايی زيستی(BDS) انجام گرديده است. انتقال اکسيژن یکی از پارامترهای مهم در طراحی بيوراکتورها بوده و در گوگردزدايی زيستی با امولسيون هایآب در برش های نفتی مواجه هستيم.]1,2[
1-1-6 گوگرد زدايی هيدروژنی
يکی از دلايلی که فرآيند گوگردزدايی مستقيم از نفت خام هنوز تجاری نشده است ٬مشکلات فنی ٬فقدان محرک اقتصادی وقوانين نه چندانم حکم درجلوگيری از سوزاندن نفت باقيمانده با گوگرد زياد می باشد. مشکلات فنی ٬وجو دمقدارزيادآسفالتي نوفلزاتی ازقبيل نيکل وواناديوم درنفت خام باعث ککسازی سريع وغيرفعال شدن کاتاليست میشود.
وقتی برای به کارگيری فرآيند گوگردزدايی هيدروژنی تلاش می شود و نفت خام حاوی گوگرد زيادی به کارگيری شود ٬معمولا لازم است درشرايطی که تنها نصف گوگردموجود در نفت خام حذف می شود ٬عمليات اجراشودو دليل اين امرآن است که اگرهرگونه شرايط گوگردزدايی هيدروژنی شديد به کار گرفته شود مقدار زياد اجزاءآسفالتيک موجوددر نفت خام باعث تشکيل سريع کک به طور گسترده بر روی کاتاليست می شود و از اين طريق باعث غير فعال شدن کاتاليست در يک پريود زمانی کوتاه می

دسته بندی : No category

دیدگاهتان را بنویسید