واكنش هاي اين مرحله بصورت زير است:
(1-3)
(1-4 )
(1-5 )
بعد از اين واكنش ها محصول شيرين و محلول كاستيك احياء شده از بالاي راكتور خارج شده و به يك جداكننده V-2 فرستاده مي شوند. در اين جداكننده جداسازي كاستيك از محصول صورت مي پذيرد و كاستيك مجدداٌ‌ از پايين اين جداكننده توسط پمپ P-1 به سيستم برگشت داده مي شود. سپس محصول شيرين بعلاوه دي سولفايدها از بالاي سپراتور V-2 خارج شده و وارد سپراتور V-3 مي گردد. بستر سپراتور V-3 از آنتراسيت پر شده است كه قطرات ريز باقيمانده كاستيك در اين بستر رشد كرده و از محصول جدا مي شوند.]15[
محلول كاستيك احياء شده از پائين جداكننده V-2 پس از ملحق شدن به كاستيك خروجي از سپراتور V-3 توسط پمپ P-1 به راکتور R1 ارسال مي گردد. محصول شيرين به همراه دي سولفايدها از بالاي سپراتور V-3 بدست مي آيد.
1-4– 4 شرح فرآيند DMC-1M
اين پروسس براي نفت خام سنگين حاوي سولفيد هيدروژن به غلظت 5ppm الي 100ppm و مركاپتانهاي C1-C2 با غلظت 20ppm الي 300ppm استفاده مي شود.
مطابق PFD آورده شده در شكل (2-2) نفت خام ابتدا واردراکتورR1 مي گردد. محلول سود به همراه كاتاليست هموژن IVKAZ از مخزن T-2 توسط پمپ P-2 ابتدا با هوا مخلوط شده و سپس واردراکتورR1 مي گردد.

شكل1-6:دیاگرام فرآيند DMC-1M
در اينجا نفت خام با محلول كاستيك حاوي كاتاليست و هوا مخلوط مي گردد و سپس وارد ستون استخراج و احياء R-1 مي شود.
در اين ستون، سولفيد هيدروژن و مركاپتانها از نفت خام جدا مي شوند و احياء كاستيك نيز همزمان صورت گرفته و مركاپتيد سديم و سولفور سديم اكسيد مي گردند.
واكنش هاي اين مرحله بصورت زير است:
(1-6)
(1-7)
(1-8)
(1-9)
بعد از اين مرحله مخلوط نفت خام شيرين و محلول كاستيك احياء شده به همراه دي سولفايد از بالاي ستون خارج شده و وارد مخزن T-1 مي گردد. در اين مخزن فاز آلي كه شامل نفت خام و دي سولفايد مي باشد از بالاي آن خارج شده و محلول كاستيك احياء شده از پائين مخزن وارد مخزن T-2 شده و سپس به ميكسر M-1 پمپ مي شود.]22[
1-4- 5 شرح فرآيند DMC-2
اين پروسس براي خوراك حاوي سولفيد هيدروژن به غلظت 5ppm الي 100ppm و مركاپتانهاي C1-C2 به غلظت 20 الي 2000ppm استفاده مي شود.
مطابق PFD آورده شده در شكل (1-7) خوراك ابتدا وارد ميكسر استاتيكي M-1 مي شود. محلول سود بهمراه كاتاليست هموژن از مخزن V-3 توسط پمپ P-2 به همراه نفت خام وارد ميكسر M-1 مي گردد. در اينجا خوراك با محلول كاستيك حاوي كاتاليست مخلوط مي گردد و سپس وارد جداكننده V-1 مي شود. محصول شيرين بهمراه دي سولفايد از بالاي سپراتور جدا شده و در مخزن ذخيره مي گردد.

شكل1-7 دیاگرام فرآيند DMC-2
واكنش هاي اين مرحله بصورت زير است:
(1-10)
(1-11)
محلول كاستيك احياء شده از پائين جداكننده V-1 به پائين ستون R-1 ارسال مي شود. هوا به پائين ستون R-1 تزريق شده و نتيجتاٌ مركاپتيد سديم و سولفور سديم اكسيد مي گردند. محلول كاستيك از بالاي ستون R-1 وارد جداكننده V-2 شده كه از بالاي آن هوا خارج مي شود و فاز دي سولفايد از محلول سود احياء شده در اين سپراتور جدا مي شود. محلول سود توسط پمپ P-1 به ميكسر M-1 ارسال مي شود واكنش هاي انجام شده در اين مرحله بصورت زير است:]6[
(1-12)
(1-13)
1- 4-6 شرح فرآيند DMC-3
اين فرآيند براي خوراك حاوي سولفيد هيدروژن به غلظت 5ppm الي 1000ppm و مركاپتانهاي C1-C4 به غلظت 50 الي 4000ppm استفاده مي شود.
مطابق PDF آورده شده در شكل (1-8) خوراك ابتدا وارد ميكسر استاتيكي M-1 مي گردد. محلول سود نيز توسط پمپ P-1 وارد ميكسر مي شود. در اينجا خوراك با محلول كاستيك مخلوط مي گردد و سپس وارد جداكننده V-1 ميگردد.]6[

شكل1-8:دیاگرام فرايند DMC-3
در اين مرحله مركاپتانهاي سبك C1-C3 و سولفيد هيدروژن از خوراك جدا مي گردد. واكنش هاي اين مرحله بصورت زير است:
(1-14)
(1-15)
بخش اكسيداسيون :خوراك كه عاري از سولفيد هيدروژن و مركاپتانهاي سبك شده است وارد ميكسر M-2 مي شود. در ورودي ميكسر، هوا و محلول سود حاوي كاتاليست (KTK) به خوراك افزوده مي شود. سپس نفت خام بهمراه محلول سود حاوي كاتاليست از پائين وارد ستون R-2 مي گردد. در اين راكتور مركاپتانهاي سنگين تر از C4+ در كنار كاتاليست هموژن IVKAZ و دما و فشار مشخص تبديل به دي سولفايد مي گردد.]4[
واكنش اين مرحله بصورت زير است:
(1-16)
محصول مركاپتان زدائي شده از بالاي راكتور R-2 وارد سپراتور V-3 مي شود. محصول شيرين به همراه دي سولفايد از بالاي اين سپراتور خارج مي شوند و محلول سود حاوي كاتاليست IVKAZ از پائين سپراتور خارج شده و توسط پمپ P-2 به نفت خام ورودي ميكسر M-2 اضافه مي شود.
بخش احياء:محلول كاستيك كه حاوي مركاپتيد هاست از پائين سپراتور V-1 خارج شده و وارد ستون R-1 مي گردد. هوا با دبي و فشار مشخص از پائين ستون R-1 تزريق شده و در اين مرحله مركاپتيد سديم و سولفور سديم اكسيد مي شوند. واكنش هاي انجام شده بصورت زير است:
(1-17)
(1-18)
بعد از اين واكنش ها محلول كاستيك احياء شده از بالاي ستون R-1 خارج شده و وارد جداكننده V-2 مي گردد. هوا از بالاي جداكننده جدا شده و دي سولفايد از محلول سود احياء شده جدا مي شود. محلول كاستيك احياء شده توسط پمپ P-1 به ميكسر M-1 ارسال مي گردد.]5,15[
1-4- 7مزايا و معايب
از مزاياي فرايند DMC مي توان به ارزان بودن فرايند و قابليت حذف مركاپتان هاي سبك آن اشاره كرد.
از معايب فرايند DMC نيز مي توان به موارد زير اشاره كرد:
عدم قابليت حذف همه سولفورها
مصرف مواد شيميايي( سود) كه بعداً نياز به تصفيه دارند.]5[
1-5 ترکیبات میعانات گازی
میعانات گازی به جریان هیدروکربنی مایعی گفته می شود که در ذخایر گاز طبیعی وجود دارد و به صورت رسوب و ته نشین در گاز استخراجی یافت می شود و عمدتا از پنتان و هیدرو کربنهای سنگین تر (+C5) تشکیل شده و دارای گوگرد پایین می باشد و معمولا عاری از انواع فلزات است و تقریبا نیمی از ان را نفتا تشکیل می دهد.
ترکیب میعانات گازی از هر میدان گازی به میدان گازی دیگر متفاوت است ،اما به صورت کلی ترکیبات آن شامل اجزای زیر خواهد بود.عموما میعانات گازی دارای وزن مخصوص 5/0 تا 8/0 بوده واغلب دارای ترکیبات ذیل می باشد:]6[
1- 6 مقادیر کمی از ترکیبات گوگردی و مرکاپتانها:
الف)سولفید هیدروژن
ب) تیول ها یا همان مرکاپتانها
ج) دی اکسید کربن
د) زنجیره آلکان های خطی شامل 2 تا 12 کربن:
1-مقادیر بالایی(قریب به %70) از نفتای سبک و سنگین و هیدروکربور هایگروه نفت سفید و گروه گازوییل
2- مقادیر بسیار کمی از هیدروکربورهای C1تا C5
3- مقادیر کمی از ترکیبات هیدروکربوری سنگین
ه) سیکلو هگزان
و) آروماتیک ها(بنزین،تولوئن،زایلن،اتیل بنزن)]5[

فصل دوم
مروری بر تحقیقات گذشته

مازگاروف6 و ویل دانوف7 در سال 2000 در مقاله با عنوان ” کاتالیست ها و فرآیندهای جدید برای گوگرد زدایی از نفت خام و فاضلاب های صنعتی ” بر روی انواع فرآیندهای مرکاپتان زدایی از نفت خام و میعانات گازی مطالعات دقیقی انجام داده اند و نفت خام میدان های نفتی مختلف را با درصد گوگرد موجود در هر یک ار آنها مقایسه نموده اند.]6[
در این روش از کاتالیست های فتالو سیانین ها استفاده شده است ، این کاتالیست ها در شرکت becthal engineering 8 و با توسعه فن آوری9 VNIIUS انجام گردید. در این روش ابتدا نفت خام در دمای 50-6 درجه سانتی گراد وارد دستگاه شست و شوی اولیه می شود که در آنجا با استفاده از محلول هیدروکسید سدیم 1% سولفید هیدروژن و اسید های نفتیک سبک از نفت خام جدا می شود، سپس نفت خام خروجی از این مرحله با کاتالیزور و هوا ترکیب شده و وارد راکتور اکسیداسیون می گردد که در این راکتور واکنش زیر صورت می گیرد:
2RSNa + 0/5O2 + H2O → RSSR + 2NaOH (2-1)
که خلاصه ای از فرایند مزبور در شکل زیر آمده است:

شکل2-1: دیاگرام واکنش اکسیداسیون
مخلوط خروجی از راکتور اکسیداسیون از بالا به سمت ته نشین کنندهV-4 جریان می یابد که در آنجا نفت خام با ته نشینی از کاتالیست جدا می شود.
کمپلکس کاتالیست از پایین بوسیله پمپP-1 به راکتور بر می گردد و نفت خام مرکاپتان زدایی شده از بالای مخزنV-4 به جداکنندهV-5 وارد می شود تا قطرات باقی مانده سود و کاتالیست از نفت خام جدا می گردد. این مرکاپتان زدایی نظیر DMC,DMC-1M,DMC-3و DMD-2K و فرآیند زراکس می باشد که شکل های هر فرآیند به تفکیک آمده است.
محلول ها از پایین جدا کنندهV-5 به ظروف V-2وV-3 بر می گردند و از بالایV-5 نفت خام مرکاپتان زدایی شده که حاوی مقداری دی سولفید(RSSR) می باشد، خارج می شود. همچنین در این مقاله به انواع فرآیندهای مرکاپتان در فرآیندDMC-1Mعلاوه بر جدا کردن سولفید هیدروژن و مرکاپتان های سبک از نفت خام سبک و میعانات گازی از نفت خام سنگین با و یسکوزیته های بالا نیز جداسازی صورت می گیرد.]6[

شکل 2-2: دیاگرام فرایند DMC-1M
در فرآیند DMC-3مرکاپتان های سبک و نیمه سنگین شامل مرکاپتان های متان، اتان ، پروپان و بوتان از نفت خام میعانات گازی می تواند جدا شود که نمایی از آن در شکل آمده است.

شکل2-3:دیاگرام فرایند 3DMC-
در فرآیندDMD-2K جداسازی ترکیبات گوگرد دار نظیرH2S,RSH,COS,CS2 از هیدروکربن های اتان تا هگزان صورت می گیرد که فرآیند این جداسازی در شکل آمده است.]6[

شکل2-4 :دیاگرام فرایندDMD-2K

شکل2-5: دیاگرام فرایند زراکس
به دلیل استفاده از کاتالیست کبالت فتالو سیانین (IVKAZ) و محلول های قلیایی فاضلاب های ناشی از فرآیندهایDMC ,DMD دارای مقادیرقابل توجهی از کاتالیست و ترکیبات دی سولفید می باشد که برای جداسازی و تصفیه این فاضلاب ها از فرآیند زراکس استفاده می شود که نمایی از این فرآیند در شکل5-2 آمده است.]6[
همچنین آقای لو جوانگ10 و همکاران11 در سال 2008 بر روی گوگردزدایی از سوخت های دیزلی با استفاده از مایعات یونی مطالعاتی انجام داده اند و به این نتیجه رسیده اند کهمی توان از مایعات یونی به عنوان حلال های استخراج‌گر نوین برای گوگردزدایی کامل سوخت‌های فسیلی بخصوص در زدایش ترکیبات گوگرددار با تکنیک‌های متداول هیدروگوگردزدایی بکار برد. توانایی

دسته بندی : No category

دیدگاهتان را بنویسید