ي خروجي از جداکنندهي دو فازي را افزايش داده است. با افزايش دما، به دليل اصل ترموديناميک مقدار ديسولفيدهاي خروجي از فاز بخار جداکننده افزايش يافته است، پس با افزايش دبي هوا و سود ورودي و دماي هواي ورودي مقدار ديسولفيدهاي خروجي از فلش دو فازي افزايش يافته است اين موجب ميشود که فرآيند را از هدف دور کند. با افزايش فشار ورودي هوا، مقدار دبي خروجي از جداکننده دوفازي کاهش يافته است و فرآيند را به هدف نزديکتر خواهد کرد. تغييرات فشار نسبت به ساير پارامترها، تاثير بيشتري برروي مقدار ديسولفيدها و عملکرد فرآيندها ميگذارد،diM-disulphide نسبت به ساير پارامترها در اثر تغييرات پارامترها تغيير بيشتري خواهد کرد.
کلمات کليدي: فرآيند، شبيهسازي، گوگردزدايي، ميعانات گازي، ديسولفيدها

مقدمه
تعريف گوگرد
گوگرد يکي از عناصر جدول تناوبي بوده ?جزءنافلزات است?دررديف سوم وگروه ششم قراردارد وداراي عدداتمي?? وعددجرمي??است. گوگرديکي ازمشتقات غيرهيدروکربني نفت خام ميباشد. مشتقات غيرهيدروکربني نفت خام معمولا شامل ترکيبات گوگرددار ?اکسيژن داروازت دارميباشد. درصداين ترکيبات درنفت زياد نيست. ترکيبات اکسيژن داروگوگرددارتقريبا % ?نفت خام راشامل مي شوندکه البته اين درصدقابل تغييراست. اين ترکيبات بيشتردربرشهاي سنگين يافت مي شوند. ميزان گوگرد در گاز منازل (ppm6-4) و در1LPGحدود (ppm30)است.
کليه ي نفت هاي شناخته شده عملا داراي گوگرد هستند. نفت هاي به دست آمده از آمريکاي جنوبي و خاورميانه و خاور نزديک به طور متوسط داراي گوگرد بيشتري هستند. ميزان گوگرد در ايران حدودأ % 22/1 گوگرد در نفت خام هفت گل و % 46/2در نفت خام خارک است. نفت هاي اروپاي شرقي خاوردور?هندوپاکستان وبرمه به طورمتوسط داراي گوگردکمتري هستند.]1[
دو خاصيتي هستند که بيشترين اثر را در ارزش گذاري بر روي نفت 2API مقدار گوگرد و خام دارند. مقدار گوگرد بر حسب درصد وزني گوگرد بيان مي شود و بين 1/0تا ? درصد تغييرمي کند( در نفت خام). نفت هايي که بيش از % 5/0 گوگرد دارند معمولا نيازمند فرآورش گسترده و گوگردزدايي هستند. ترکيبات گوگردي موجود در نفت خام عبارتند از: مرکاپتان ها ?انواع سولفيدها?پلي سولفيدها ?تيوفنهاوترکيبات تيوفني که درقسمتهاي سنگين نفت خام متمرکزهستند. در قسمتهاي سبک نفت خام هيدروژن سولفيد نيز يافت ميشود. در بعضي از نفت ها ?گوگردبه صورت عنصري نيز وجوددارد. مصارف گوگرد
گوگرد به طور کلي يک ماده ي مضر است که سعي بر حذف آن داريم ولي در بعضي مواقع از آن به عنوان يک ماده ي
مفيد استفاده مي شود. يکي از مصارف گوگرد در توليد کود مي باشد. کود اوره با پوشش گوگردي يک نوع کود آهسته رهش است ( منظور از آهسته رهش بودن اين است که اين کود در خاک دير تجزيه مي شود) که داراي راندمان بالا و مزاياي بسيار زيادي براي خاک و گياهان است. اين کود در صنايع کشاورزي کاربرد زيادي دارد. اخيرأ در کشور ما نيز با توجه به راندمان پايين کودهاي شيميايي اوره ?اتلاف آن?آلودگي شديدخاکهاومنابع زيرزميني آب به نيترات ونيتريد?کاهش جذب عناصربه خاکها و … استفاده ازاين نوع کود براي تمامي اراضي کشاورزي کهPH دليل بالا بودن به طور کامل در آب غوطه ور هستند ?توصيه شده است. زيراصرفنظرازمزاياي فوق?خاکهاPH گوگرد به عنوان يک ماده ي حياتي در ساختمان پروتئين ها به عنوان کاهنده ي و در نتيجه ايجاد شرايط جذب عنصر ريز مغذي خصوصأ آهن روي به کار مي رود. لازم به ذکر است که مردم کشور ما در کمبود آهن و روي در کل جهان رکورددار هستند.]1[
مضرات گوگرد و دلايل حذف آن ها
تركيبات آلي گوگرددار بخش اعظم محتواي تركيبات گوگردي نفت خام را تشكيل مي دهند . ميزان تركيبات آلي گوگرددار موجود در نفت خام ايران بين 25/0 تا 23/3 درصد وزني تخمين زده شده است ?لذاايران از جمله كشورهايي است كه داراي بالاترين مقدار تركيبات آلي گوگرددار در ذخاير نفتي خود مي باشد. احتراق مواد سوختني حاصل از نفت خام مثل گازوئيل و بنزين موجب توليد و نشر اكسيدهاي گوگردي شده كه باعث آلودگي محيط زيست و ايجاد باران هاي اسيدي و غيرفعال شدن كاتاليستهاي شيميايي مي شوند . همچنين باران هاي اسيدي موجب حل شدن مواد ساختماني ?سمي شدن درياچه ها واز بين رفتن جنگل هاميشود. درصدگوگردزياددراکثرفرآورده هاي نفتي مضراست وحذف ياتبديل آنهابه مواد بي ضرر?يکي ازکارهاي مهم درپالايشگاه ها است. وجودترکيبات گوگردي در بنزين مضر است زيرا گوگرد سبب خورندگي در قسمت هاي مختلف موتور مي شود و مخصوصأ در محلول در آب که در نتيجه ي احتراق به دست مي آيد و SO2 زمستان
به علت جمع شدن سبب خورندگي شديد ميل لنگ مي شود. به علاوه مرکاپتانهاي محلول در مواد نفتي مستقيمأ در مجاورت هوا موجب خورندگي مس و برنج مي شود. مرکاپتانها هم چنين تأثير نامطلوبي روي حساسيت سرب و ثبات رنگ فرآورده ها دارد. گوگرد آزاد در صورتي که وجود داشته باشد ?خورنده است. گوگرد موجود در بنزين وديگر سوخت ها نيز در اثر احتراق سبب آلودگي هوا و آزاد شدن گازSO2 مي شود از اينرو بايد ميزان گوگزدبه کمترين ميزان خود کاهش يابد.

فصل اول
کليات

1-1گوگرد زدايي
روش هاي مختلفي براي استخراج ترکيبات گوگردي ساده از برش هاي سبک نفتي به وسيله ي مواد شيميايي و حلال ها توسعه يافته اند ?ولي تنهاتعدادکمي ازآنها ميتوانند براي برشهاي سنگين ازقبيل نفت سياه باقيمانده ويا نفت خام که ترکيبات گوگردي اصلي آنها از نوع تيوفن ها هستند به کار مي رود.
سولفور ها ?دي سولفورهاوتيوفنها?کمترخورنده هستند?اماموجب کم شدن عددا کتان در مجاورت تترا اتيل سرب مي شوند. قسمت اعظم2SH موقع تقطير نفت در درجه ي حرارت ??? و ??? درجه ي فارنهايت از نفت خارج مي شوند. گوگرد در نفت کوره نيز يافت مي شود. مشخصه هاي بحراني نفت کوره عبارتند ازگرانروي و مقدار گوگرد. در سال هاي آينده ?باتوجه به لزوم جلوگيري ازآلودگي هوا?مقدارگوگرددرنفت کوره قطعأ کاهش خواهديافت به طوري که دربعضي نقاط?فقط نفت کوره ي کم گوگرد مورداستفاده قرارمي گيرد.نفت کوره ي سنگين که حاوي گوگرد بسيار کمي است خواهان بيشتري دارد که قيمت آن هم نزديک به قيمت نفت خام اوليه است.گوگرد بر روي سرب و کيفيت محصولات نفتي نيز اثر منفي دارد.گوگرد در مازوت ايجاد خورندگي شديد نموده و در روغن ها باعث کم شدن مقاومت درمقابل اکسيد شدن مي شود و در رسوبات سختي را به وجود مي آورد.]1[
روش هاي شيميايي توسعه يافته براي استفاده در مرکاپتان هاي قابل کاربرد براي گوگرد زدايي ترکيبات نوع تيوفني نيستند و يا نيازمند مقادير زيادي از مواد شيميايي گران قيمت هستند.,1]21[
فرآيندهاي زيادي براي گوگرد زدايي استفاده مي شوند که به طور کلي عبارتند از:
گوگردزدايي باکتريولوژيکي
گوگردزدايي با فلزات و ترکيبات فلزي
گوگردزدايي به روش هاي شيميايي
گوگردزدايي به روش اکسيداسيون
گوگردزدايي زيستي
گوگردزدايي هيدروژني
روشهاي ملايم کردن
1-1-1 گوگرد زدايي باکتريولوژيکي
باکتري گوگرد يک گروه غير همگن از ميکروب ها با ترکيبات گوگردي غير آلي هستند که به صورت قسمت اصلي در متابوليسم آن ها عمل مي کنند. از طرف ديگر آن ها رابطه ي بسيار کمي با يکديگر دارند ?هرچندکه درطبيعت آنها اغلب دراکوسيستم هاي برپايه ي سيکل گوگرد با يکديگر برخورد مي کنند. يک مثال براي اين فرآيند ?استخرآلوده شده است که کاهش سولفات درعمق استخر روي ميدهد. براي مقاصدعملي?باکتري هاي گوگرد به4 دسته تقسيم مي شوند:]14[
1.باکتريهاي اکسيد کننده از قبيل Thiobacillus
2.باکتريهاي احياء کننده ي سولفات از قبيل Ddesulfovibio
3.باکتريهاي گوگرد بي رنگ از قبيل Beggiatoa
?.باکتريهاي گوگرد رنگي از قبيل Chlobium و Chromatium
1-1- 2 گوگرد زدايي با فلزات و ترکيبات فلزي
فلزات و ترکيبات آن ها ?به خصوص اکسيدهاي آنهابا ترکيبات گوگرد براي تشکيل سولفيدهاي پايدار واکنش مي دهند و اين روش مي تواند در پالايش نفت استفاده شود. ولي اين روش ها در مقايسه با گوگرد زدايي هيدروژني به دليل توسعه ي زياد اين روش ?غيراقتصادي مي باشند و دليل اصلي آن مشکل احياء ترکيبات فلزي است که بسيار پر هزينه است.
1-1- 3 گوگرد زدايي به روش هاي شيميايي
ابداعات متعددي در سال هاي اخير براي گوگرد زدايي اجزاء سنگين و نفت خام با عوامل شيميايي ارائه شده است. مواد شيميايي که در روش هاي ابداعي مختلف ارائه شده است ?شامل اسيد مالئيک
?اسيدساکسينيک? هيدروکسيدپتاسيم حاوي? تا??درصدوزني آب?هيدروکسيد پتاسيم حاوي ?? تا ?? درصد وزني آب در حضور اکسيژن ?هيدروکسيدسزيم حاوي ?? تا ?? درصد وزني آب و مخلوطي از آهک و سنگ آهک و خاک مي باشد. درتمامي اين فرآيندها درجه ي حذف گوگرد حدود ?? درصد مي باشد.]12[
1-1 -4 گوگرد زدايي به روش اکسيداسيون
در روش ابداعي مربوط به British Petroleum?اجزاءسنگين نفت خام ابتدابه وسيله ي اکسيداسيون با عوامل مختلف اکسيداسيون و سپس قرار دادن آن در معرض تجزيه ي حرارتي با حرارت دهي سريع براي حذف گوگرد به طور عمده به صورت دي اکسيدگوگرد ?گوگردزدايي مي شوند. انواع متعددعوامل اکسيداسيون ازقبيل پراکسيدها ?هيدروپرواکسيدها پراسيدکلرين ? اکسيد نيتروژن ?ازن و اکسيژن يا هوا ميتواننداستفاده شوند .اکسيداسيون در دماي (180-130) درجه سانتيگراد به مدت min30 تا hr20 انجام مي شود و سپس با تجزيه حرارتي در (400-300)درجه سانتيگراد ادامه ميابد.
1-1 – 5 گوگرد زدايي زيستي
گوگرد زدايي زيستي(BDS3) عبارت است از حذف ترکيبات گوگردي موجود در نفت با به کارگيري واکنش هاي کاتاليستي آنزيمي در دما و فشار محدود. در اين فرآيند ازبيوراکتورهاي هواگرد به دليل
ساده بودن ?حسن هوادهي آسان وتنش برشي کمترنسبت به راکتورهاي همزن دار استفاده مي شود.
جهت کاهش محدوديت هايي از قبيل نسبت حجمي پايين آب به نفت ?محدود بودن بازگشت بيوکاتاليست به راکتور و همچنين قيمت بالاي بيوکاتاليست تحقيقاتي در زمينه ي سيستم تثبيت در فرآيند گوگردزدايي زيستي(BDS) انجام گرديده است. انتقال اکسيژن يکي از پارامترهاي مهم در طراحي بيوراکتورها بوده و در گوگردزدايي زيستي با امولسيون هايآب در برش هاي نفتي مواجه هستيم.]1,2[
1-1-6 گوگرد زدايي هيدروژني
يکي از دلايلي که فرآيند گوگردزدايي مستقيم از نفت خام هنوز تجاري نشده است ?مشکلات فني ?فقدان محرک اقتصادي وقوانين نه چندانم حکم درجلوگيري از سوزاندن نفت باقيمانده با گوگرد زياد مي باشد. مشکلات فني ?وجو دمقدارزيادآسفالتي نوفلزاتي ازقبيل نيکل وواناديوم درنفت خام باعث ککسازي سريع وغيرفعال شدن کاتاليست ميشود.
وقتي براي به کارگيري فرآيند گوگردزدايي هيدروژني تلاش مي شود و نفت خام حاوي گوگرد زيادي به کارگيري شود ?معمولا لازم است درشرايطي که تنها نصف گوگردموجود در نفت خام حذف مي شود ?عمليات اجراشودو دليل اين امرآن است که اگرهرگونه شرايط گوگردزدايي هيدروژني شديد به کار گرفته شود مقدار زياد اجزاءآسفالتيک موجوددر نفت خام باعث تشکيل سريع کک به طور گسترده بر روي کاتاليست مي شود و از اين طريق باعث غير فعال شدن کاتاليست در يک پريود زماني کوتاه مي شود. استفاده از شرايط بسيار شديد در گوگردزدايي هيدروژني قبلا غير ممکن فرض مي شد ?زيراعمرکاتاليست بسيار کوتاه بود و به کارگيري شرايط آرام در گوگردزدايي هيدروژني نيز حذف مقدار کافي از گوگرد براي فراهم کردن محصولات دلخواه با گوگرد پايين را فراهم نمي کرد.]24[
گوگردزدايي فني بسيار مشکل است و دليل اصلي آن حضور ترکيبات آسفالتيک و مواد آلوده کننده ي فلزي مي باشد که باعث غير فعال شدن کاتاليست مي شود. ترکيبات آسفالت يک

دسته بندی : No category

دیدگاهتان را بنویسید