گروه کاتيون سر آن بستگي دارد. بنا براين مايعات يوني در واقع استخراج‌گرهاي نويدبخشي براي گوگردزدايي هستند. ]7[
در سال 2011 دانشمند چيني J.Zongxuan 12و همکاران13 بر روي گوگردزدايي از سوخت هاي هيدروکربني از طريق روش هاي اکسيداسيون مطالعاتي انجام داده اند که در اين مطالعات بر روي چندين رويکرد مختلف براي مرکاپتان زدايي اکسايشي نظير استفاده از اسيدهاي آلي همراه با آب اکسيژنه يا اسيدهاي هترو پليکال و يا زئوليت هاي تيتانيومي همراه باآب اکسيژنه مورد بررسي قرار گرفته اند ، در اين تحقيق از يک کاتاليزور امولسيوني استفاده شده است که با استفاده از آب اکسيژنه به عنوان عامل اکسنده، مولکولهاي گوگرددار موجود در سوخت ديزلي را به سولفون هاي متناظرشان تبديل مي کند. در اين تحقيق ميزان گوگرد پس از اکسيداسيون و استخراج از ppm6000بهppm 30 کاهش داده شده است.
نمايي از فرآيند به صورت شماتيک در شکل زيرآمده است]8[

شکل 2-6: نماي شماتيکي از فرايند مرکاپتان زدايي اکسايشي
در سال 2011 آقاي کامپوس مارتينز14و همکارانشان 15روي مرکاپتان زدايي از سوخت هاي مايع با استفاده از فرآيندهاي اکسايشي مطالعاتي را صورت داده است که ازآن جمله مي توان به اکسايش شيميايي و بيولوژي اشاره کرد.در فرآيند گوگردزدايي اکسيديODS16 در مرحله اول اکسيداسيون انجام گرفته و سپس استخراج مايع در فشار و و دما نسبتا” پايين انجام مي شود.]9[

شکل 2-7: دياگرام فرايند گوگردزدايي اکسايشيODS
از معروف ترين مواد اکسيد کننده مي توان به پيش اسيدهاي آلي اشاره کرد که در اين موارد متداول ترين گزينه استفاده از يک نمک فلزي به خصوص نمک هاي تنگستن براي اکسيداسيون ترکيبات گوگرددار با پيش اسيدها مي باشد، گزينه دوم استفاده از نمک هاي فلزات ديگري نظير کبالت يا آهن است و همچنين با افزودن موارد ديگري نظيرNa3HOL3-SIO2 يا ميتوان ظرفيت اکسيداسيون را بالاتر برد. ]9[
همچنين خانواده دوم اکسيد کننده ها شامل هيدروکسيد هاي آلي مي باشد که از معروف ترين آنها ميتوان به tبوتيل هيدروپراکسيد 17(TBHP) اشاره کرد. همچنين ميتوان از پراکسيد هيدروژن نيز به عنوان يک عامل اکسيداسيون قوي استفاده کرد که معمولا همراه با کاتاليزور هاي فلزاي براي گوگردزدايي به کار مي رود براي گوگردزدايي از ترکيبات هيدروژني مختلف با استفاده از روش اکسيداسيون همراه با مايعات يوني گزينه هاي مطرح شامل يونهاي مس و نقره مي باشد که به دليل تمايل بيشتر براي تشکيل کمپلکس هاي پي با مشتقات تيوفن داراي راندمان بالايي هستند.
به عنوان مثال مايع يونBMImcu2cl3 1-بوتيل 3- متيل ايميدازوليوم کلرايد 23% از ترکيبات گوگرددار را استخراج کرد در حاليکهBMImBF4 بيشتر از 11% استخراج از خود نشان نمي دهد.
در روش گوگردزدايي با استفاده از فن آوري بيولوژيک مرکاپتان ها توسط باکتري ها و ميکرو ارگانيزم هاي مختلف جدا مي شود. گوگرد عموما در ساختار برخي از کو فاکتور هاي آنزيمي نظير کو آنزيمA تيامين و بيوتين ، اسيدهاي آمينه و پروتئين ها ( سيستين، ميتيونين و پيوندهاي دي سولفور) وجود دارد.]9[
برخي از ميکرو ارگانيزم ها مي توانند گوگرد ترکيبات تيوفنين مانند
18DBT را مصرف کرده و در صد گوگرد را به اين ترتيب کاهش دهد اين گوگردزدايي مي تواند با مکانيسم تخريبي يا اکسايشي صورت پذيرد. از فرآيندهاي مورد استفاده در صنعت مي توان به فرآيندHDS 19 اشاره کرد که در آن ترکيبات گوگردي در دما و فشار بالا جدا مي شوند.
فرآيند بيولوژيکي 20(BDS) براي گوگردزدايي ترکيبات سر سخت تر گوگردار اعمال خواهد شد که بهتر است در دماي بالا انجام گيرد.
براي اعمال فرآيند(BDS) وجود يک زيست کاتاليزور صنعتي ضروري به نظر ميرسد. زيست کاتاليزور هاي موجود به افزايش نرخ گوگردزدايي تا نزديک 500 برابر نياز دارد.
در اين روش نزديک به 70 تا 80 درصد دي اکسيد کربن کمتري نسبت بهHDS منتشر ميشود.]9[
همچنين کلوس واينرز 21و روبرت کارگر22در سال 1980 روشي براي گوگردزدايي از گازها را به صورت پتنت ارائه کرد که در آن روش انجام گوگردزدايي از گازها با استفاده از شست و شو با سنگ آهک و دوغاب آهک و اکسيداسيون سولفيت بر جامانده با هوا درPH پايين به سولفات کلسيم انجام مي شود. نمايي از اين فرآيند در شکل زير مشاهده مي شود]10[

شکل 2-8 : دياگرام گوگردزدايي با استفاده از شست و شو با سنگ آهک و دوغاب آهک و اکسيداسيون سولفيت
آقاي ويلدانوف 23و ديگر محققين24 در سال در1988 در تحقيقي با عنوان گوگردزدايي از نفتا در دماهاي بالا با استفاده از کاتاليست هاي نيمه فعال فلزي مطالعاتي صورت دادند به عنوان مثال از کاتاليزورهاي هيدرودي سولفيوريزيشن با درصد پايين فلز و فعاليت %40-2 استفاده کردند اين کاتاليست ها شامل فلزات کبالت و موليبدن بود که امکان گوگردزدايي عميق از فرآورده هاي نفتي را برآورده مي ساخت که از طريق واکنش خوراک با هيدروژن در حضور کاتاليزور کبالت يا آهن در دماي 305-455 درجه ساني گراد و فشار 60-600 پاسکال انجام مي شد.]11[
نکته مهم اين است که در دماي بالا براي جدا کردن ترکيبات گوگردي از خوراک نفتا اولفين دار و کاهش مرکاپتان بازگشتي و نيز واکنش خوراک با گاز هيدروژن در حضور کاتاليست ( که شامل درصد کمي از فلزات بوده که نيمه مصرفي و قابل احيا است) مي باشد.]11[
آقايان منصور بزمي ،مرتضي تاجريان در سال 1382 بر روي فرآيند مرکاپتان زدايي از خوراک هاي بنزين NGL25و 26LPG بررسي هايي انجام داده اند که در اين بررسي به شبيه سازي پژوهشگاه شرکت روسي TATNEFT براي تهيه کاتاليست مورد نياز فرايند مرکاپتان زدايي اقدام کرده اند که مشابه با فرايند مراکس27UOP آمريکايي و SULFUREX فرانسه مي باشد.
مرکاپتان زدايي روش DMD شامل مزايايي همچون :
1.استفاده از سود با غلظت پايين
2. احيا سود در يک راکتور بستر پابت کاتاليست (جهت جلوگيري از هدر رفتن کاتاليست)
3. مقرون به صرفه بودن اين روش تقريبا حدود نصف بقيه فرايندها ميباشد که اشتياق شرکت هاي
داخلي را نسبت به انجام اين روش بالا برده است.]12[
اين فرايند گوگرد زدايي(DMD) شامل مراحلي از جمله :
1.شست و شوي اوليه: که ترکيبات گوگرد دار سبک H2S و COS توسط محلول سود 2/0 طبق واکنشهاي زير حذف مي شوند:
(2-2) HS+2NaOH ? Na2S+2H2O 2
(2-3) COS+ NaOH ? RSNa+H2O
2. مرحله استخراج: جريان هيدرو کربن خروجي از مرحله شست و شو در اين مرحله در راکتور پر شده وبا حضور کاتاليست IVKAZ 28ميزان ترکيبات سبک مرکاپاتان(C1-C3)و باقيمانده COS توسط سود 8 تا 10 درصد استخراج مي شود.
RSH+NaOH? RSNa+H2O (2-4)
3.مرحله اکسيداسيون:در اين مرحله هيدرو کربن هاي سنگين (مرکاپتان هاي بالاي +4C(مورد بررسي قرار مي گيرند که با کاتاليستUVKO-Z 29و اکسيژن اين مرکاپتان هاي سنگين به دي سولفايد طبق واکنش زير تبديل مي شوند:
(2-5) 2RSH+0/5O2 ?RSSR +H2O
4. مرحله احيا:در اين فاز محلول سود خارج شده از مرحله استخراج که حاوي مرکاپتيد سديم مي باشد با حضور کاتاليست UVKO-Z و اکسيژن طبق واکنش زير به دي سولفايد تبديل مي شود و سود احيا شده به مرحله استخراج تزريق مي گردد:
RSNa +H2O+0/5O2 ? RSSR+2NaOH(2-6)
با توجه به روش مذکورنفتا ، پروپان و بوتان با ظرفيت هاي زير در سه واحد گوگرد زدايي شده و محصول آنها طبق بررسي هاي انجام شده به خارج صادر مي گردد:
ton/day 500 واحد گوگرد زدايي بوتان
ton/day500 واحد گوگردزدايي پروپان
day/ton 4000 واحد گوگردزدايي نفتا]12[
محققين بعد از بررسي به اين نتيجه رسيده اند که ميزان گوگرد کل خوراک هاي نفتا ،پروپان و بوتان به ترتيب 950،450 و 1110ppm بوده است که طي واکنش DMDميزان گوگرد نفتا به کمتر از PPM51 ودر پروپان و بوتان به کمتر ازppm35 رسيده است.در نتيجه اين فرايند جايگزين مناسبي براي فرايند مراکس مي باشد.]12[
آقاي شاريپوف30 در سال 1994برروي مرکاپتان‌زدايي سوخت‌ها و گازهاي مايع در حضور پلي فتالوسيانين کبالت تحقيقاتي به شرح زير را انجام داده اند .
هيدروفراوري در صنعت پالايش نفت کاربرد فراواني در زمينه زدايش مرکاپتان‌ها از دي‌استال‌ها دارد؛ فرايندهاي مرکاپتان‌زدايي پايه نيز بکار برده مي‌شوند. هيدروفراوري کاتاليزي، کارآمدترين روش است. با اين حال ظرفيت هيدروفراوري براي فراوري تمامي سوخت‌هاي توليدشده در پالايشگاه کفايت نمي‌کند. از اين گذشته تاثير درجه هيدروفراوري بر خصوصيات خدماتي سوخت ‌ها بخصوص سوخت جت‌ها، چنانکه بايد بررسي نشده است. بنابراين در برخي از موارد مزيت اصلي از مرکاپتان‌زدايي انتخابي حاصل مي‌گردد که از لحاظ برنامه طرح جريان فرايند ساده بوده و هزينه کمتري دارد.
براساس تجربيات حاصل در زمينه توليد روغن روانکاري، مي‌دانيم که زدايش آنتي‌اکسيدان‌هاي طبيعي همراه با اجزاء مضر تاثيري منفي بر پايداري نفت خواهد داشت. نتايج مشابه را مي‌توان در فراوري سوخت‌ها بدست آورد زيرا مصرف‌کنندگان بالاترين درجه زدايش ترکيبات گوگردي را مطالبه مي‌کنند.]13[
جذب در محلول‌هاي آب يکي از روش‌هاي کارآمد براي فراوري هيدروکربن‌هاي مايع و گازي به منظور زدايش مرکاپتان‌هاي داراي نقطه جوش پايين است. اثربخشي اين روش براساس خصوصيات اسيدي مرکاپتان‌ها تعيين مي‌گردد. خاصيت اسيدي با افزايش وزن مولکولي مرکاپتان و همچنين از مرکاپتان‌هاي يک‌تايي به دوتايي و سه‌تايي افت مي‌کند. يکي از معايب استخراج با مواد سوزا، بازگشت‌پذيري واکنش بين مرکاپتان‌ها و مواد سوزاست؛ چنانکه مرکاپتان همچنان در محلول سوزا انباشته مي‌گردد، تعادلي حاصل شده و مانع استخراج بيشتر مرکاپتان ‌ها خواهد شد. معايب ديگر شامل مصرف زياد مواد قليايي و تشکل مقادير زياد پسماند خورنده شور است که جمع‌اوري و فراوري آنها هزينه‌هاي پالايشي را بشدت افزايش مي‌دهد.
طبق بررسي هاي انجام شده نمي‌توان مقادير زياد مرکاپتان‌ها را با استخراج سوزا از بنزين يا نفت سفيد حذف کرد؛ بخصوص زماني که توزيع بين مواد سوزا و هيدروکربن‌ها به تعادل مي‌رسد. با اين حال چنين مرکاپتان‌هايي آنقدر حل‌پذير هستند که آنها تا درجه محدودي وارد فاز سوزا مي‌گردند. شايد وضعيت به اين صورت باشد که گروه‌هاي SH وارد فاز سوزاي پايه مي‌شوند. در اين شرايط در حضور کاتاليزگر ويژه و هوا، مولکول‌ مرکاپتان‌ها فوراً به دي‌سولفيد اکسيد مي‌گردند.
اين شرح مکانيسم اکسيداسيون ساده‌سازي شده است اما نمايش گرافيکي اين احتمال ( تبديل مرکاپتان‌هاي غيرقابل استخراج به ترکيبات کمتر فعال يعني دي‌سولفيد‌ها) را در شرايط خاص نشان مي‌دهد. اکسيداسيون در محيط قليايي انجام مي‌گردد. مي‌توان کاتاليزگر اکسيداسيون را بر يک ساپورت جامد ايستا ته‌نشين کرد يا اينکه مي‌توان آنرا در محلول سوزا معلق ساخت. ]13[
همچنين کاتاليزگرهاي سودمند براي اين فرايند شامل محلول‌هاي سوزاي کمپلکس‌اي فتالوسيانين، کبالت يک‌تايي و کمپلکس‌هاي ‌اهن مي‌باشند. مرکاپتان‌زدايي با استفاده از اين کاتاليزگرها در دماي 80-40درجه سانتيگراد در فشار اتمسفر انجام مي‌گردد که فشار فرايند معمولاً براساس فشار بخارات محصول مورد فراوري و نيز مقاومت هيدروليکي سيستم تعيين مي‌گردد. ]13[
آقاي هادي ناظم بکايي و همکاران31 در سال 1385 برروي گوگرد زدايي گازوييل توسط باکتري RHODOCOCCUS P32C1 32 تثبيت شده روي پايه پايمري تحقيقاتي را انجام داده اند که باکتري بومي P32C1 RHODOCOCCUS روي پايه پليمري تثبيت شد. پايه هاي آلژينات وپلي اتيلن ازميان انواع متفاوت پايه هايي که براي

دسته بندی : No category

دیدگاهتان را بنویسید