Мерокс
 | Эта статья может чрезмерно полагаться на источники, слишком тесно связанные с предметом , что потенциально препятствует тому, чтобы статья была проверяемой и нейтральной . ( Октябрь 2013 г. ) |
Мерокс — это аббревиатура от меркаптана окисления . Это запатентованный каталитический химический процесс, разработанный UOP и используемый на нефтеперерабатывающих заводах и заводах по переработке природного газа для удаления меркаптанов из сжиженного нефтяного газа , пропана , бутана , легкой нафты , керосина и реактивного топлива путем преобразования их в жидкие углеводородов дисульфиды .
Для процесса Merox требуется щелочная среда, которая в некоторых вариантах процесса обеспечивается водным раствором гидроксида натрия (NaOH), сильного основания , обычно называемого каустиком . В других вариантах процесса щелочность обеспечивается аммиаком , который является слабым основанием.
Катализатором в некоторых вариантах процесса является водорастворимая жидкость. В других вариантах катализатором пропитаны гранулы древесного угля.
Процессы на нефтеперерабатывающих заводах или заводах по переработке природного газа, которые удаляют меркаптаны и/или сероводород (H 2 S), обычно называют процессами десульфуризации , поскольку они приводят к получению продуктов, которые больше не имеют кислого, неприятного запаха меркаптанов и сероводорода. Жидкие дисульфиды углеводородов могут оставаться в подслащенных продуктах. Их можно использовать как часть топлива нефтеперерабатывающих заводов или заводов по переработке природного газа, или их можно перерабатывать дальше.
При работе с керосином процесс Мерокса обычно более экономичен, чем использование процесса каталитического гидрообессеривания практически для той же цели. Редко (если вообще когда-либо) требуется снижать содержание серы в прямогонном керосине для соответствия в 3000 частей на миллион спецификации серы для реактивного топлива , поскольку очень немногие сырые нефти имеют керосиновую фракцию с более высоким содержанием серы, чем этот предел.
Типы технологических установок Merox
[ редактировать ]Компания UOP разработала множество версий процесса Merox для различных применений:
- Обычный Merox для извлечения меркаптанов из сжиженного нефтяного газа, пропана, бутана или легкой нафты. [1]
- Обычный Merox для подслащивания реактивного топлива и керосинов. [2]
- Merox для извлечения меркаптанов из нефтеперерабатывающих и природных газов. [3]
- Миналк Мерокс для обессеривания нафты. [4] непрерывно впрыскивается всего несколько миллион каустика . частей на В ходе этого процесса в сырьевую нафту
- Не содержащий каустика продукт Merox для подслащивания реактивного топлива и керосинов. [5] В ходе этого процесса в сырьевую нафту впрыскивается небольшое количество аммиака и воды (а не каустика), чтобы обеспечить необходимую щелочность.
- Не содержащий каустика Merox для обессеривания нафты. [6] В ходе этого процесса в исходную нафту также впрыскивается небольшое количество аммиака и воды (а не каустика), чтобы обеспечить необходимую щелочность.
Во всех вышеперечисленных версиях Merox общая реакция окисления, которая происходит при превращении меркаптанов в дисульфиды:
- 4 РШ + О 2 → 2РССР + 2Н 2 О
Наиболее часто удаляемые меркаптаны:
- Метантиол - CH 3 SH [м-меркаптан]
- Этантиол - C 2 H 5 SH [э-меркаптан]
- 1-Пропантиол - C 3 H 7 SH [нП меркаптан]
- 2-Пропантиол - CH 3 CH(SH)CH 3 [2C3 меркаптан]
- Бутантиол - C 4 H 9 SH [н-бутилмеркаптан]
- трет -Бутилмеркаптан - C(CH 3 ) 3 SH [т-бутилмеркаптан]
- Пентантиол - C 5 H 11 SH [пентилмеркаптан]
В некоторых из вышеупомянутых вариантов процесса Merox катализатор представляет собой жидкость. В других катализатор находится в виде пропитанных угольных гранул.
Схемы технологических процессов и описания двух традиционных версий процесса Merox представлены в следующих разделах.
Традиционный Merox для извлечения меркаптанов из сжиженного нефтяного газа
[ редактировать ]Традиционный процесс Merox для экстракции и удаления меркаптанов из сжиженных нефтяных газов (СНГ), таких как пропан, бутаны и смеси пропана и бутана, также может использоваться для экстракции и удаления меркаптанов из легкой нафты. [1] Это двухэтапный процесс. На первом этапе сырье, сжиженный нефтяной газ или легкая нафта, контактирует в тарелочном экстракторе с водным раствором каустика, содержащим запатентованный жидкий катализатор UOP. Едкий раствор реагирует с меркаптанами и экстрагирует их. В экстракторе происходит следующая реакция:
- 2RSH + 2 NaOH → 2NaSR + 2 H 2 O
В приведенной выше реакции RSH представляет собой меркаптан, а R означает органическую группу, такую как метил, этил, пропил или другие группы. Например, этилмеркаптан ( этантиол ) имеет формулу C 2 H 5 SH.
Второй этап называется регенерацией и включает в себя нагревание и окисление щелочного раствора, выходящего из экстрактора. В результате окисления экстрагированные меркаптаны превращаются в органические дисульфиды (RSSR), которые представляют собой нерастворимые в воде жидкости, которые затем отделяются и декантируются из водного раствора каустика. На этапе регенерации происходит следующая реакция:
- 4NaSR + O 2 + 2H 2 O → 2RSSR + 4NaOH
После декантации дисульфидов регенерированный «бедный» раствор каустика рециркулируют обратно в верхнюю часть экстрактора для продолжения извлечения меркаптанов.
Чистая общая реакция Мерокса, охватывающая стадию экстракции и регенерации, может быть выражена как:
- 4 РШ + О 2 → 2РССР + 2Н 2 О
Сырье, поступающее в экстрактор, не должно содержать H 2 S. В противном случае любой H 2 S, поступающий в экстрактор, будет реагировать с циркулирующим раствором щелочи и мешать реакциям Мерокса. Поэтому сырье сначала «предварительно промывают», пропуская через порцию водного каустика для удаления H 2 S. В резервуаре для предварительной промывки происходит следующая реакция:
- H 2 S + NaOH → NaSH + H 2 O
Партию щелочного раствора в резервуаре для предварительной промывки периодически выбрасывают как « отработанную щелочь » и при необходимости заменяют свежей щелочью.
Блок-схема
[ редактировать ]На приведенной ниже блок-схеме показано оборудование и пути потока, участвующие в процессе. [1] Сырье сжиженного нефтяного газа (или легкой нафты) поступает в резервуар предварительной промывки и проходит вверх через порцию щелочи, которая удаляет любой H 2 S, который может присутствовать в сырье. Коагулятор в верхней части емкости для предварительной промывки предотвращает захват и вынос щелочи из емкости.
Затем сырье поступает в экстрактор меркаптанов и течет вверх через контактные тарелки, где сжиженный нефтяной газ тесно контактирует с стекающей вниз каустикой Merox, которая экстрагирует меркаптаны из сжиженного нефтяного газа. Подслащенный сжиженный нефтяной газ выходит из колонны и проходит через резервуар-отстойник каустика для удаления любого унесенного каустика, резервуар для промывки водой для дальнейшего удаления любого остаточного унесенного каустика и резервуар, содержащий слой каменной соли для удаления любой унесенной воды. Сухой подслащенный сжиженный нефтяной газ выходит из установки Merox.
Раствор каустика, выходящий из нижней части экстрактора меркаптана («богатый» каустик Merox), проходит через регулирующий клапан , который поддерживает давление в экстракторе, необходимое для поддержания сжиженного нефтяного газа. Затем в него впрыскивается запатентованный жидкий катализатор UOP (по мере необходимости), он проходит через теплообменник с паровым нагревом и впрыскивается сжатым воздухом перед поступлением в резервуар окислителя, где извлеченные меркаптаны преобразуются в дисульфиды. Резервуар окислителя имеет насадочный слой, обеспечивающий хороший контакт и хорошее перемешивание водного каустика и нерастворимого в воде дисульфида.
Затем смесь каустика и дисульфида поступает в сепаратор, где формируется нижний слой «тощей» каустики Merox и верхний слой дисульфидов. Вертикальная секция сепаратора предназначена для отделения и удаления избыточного воздуха и включает секцию кольца Рашига для предотвращения уноса любых дисульфидов в выбрасываемый воздух. Дисульфиды выводятся из сепаратора и направляются в хранилище топлива или на установку гидроочистки.единица. Регенерированный обедненный каустик Merox затем перекачивается обратно в верхнюю часть экстрактора для повторного использования.
Обычный Merox для подслащивания реактивного топлива или керосина.
[ редактировать ]Обычный процесс Merox для удаления меркаптанов (т.е. обессеривания) реактивного топлива или керосина является одностадийным процессом. [2] Реакция окисления меркаптана протекает в щелочной среде, когда сырье для реактивных двигателей или керосин, смешанный со сжатым воздухом, протекает через неподвижный слой катализатора в корпусе реактора. Катализатор состоит из гранул древесного угля, пропитанных запатентованным катализатором UOP. Происходит реакция окисления:
- 4 РШ + О 2 → 2 РССР + 2Н 2 О
Как и в случае с традиционным процессом Merox для очистки сжиженного нефтяного газа, процесс десульфурации реактивного топлива или керосина также требует предварительной промывки сырья для удаления любого H 2 S, который может мешать десульфатизации. Реакция, которая происходит в емкости периодической предварительной промывки щелочью, следующая:
- H 2 S + NaOH → NaSH + H 2 O
Блок-схема
[ редактировать ]Реактор Merox представляет собой вертикальный сосуд, содержащий слой гранул древесного угля, пропитанных катализатором UOP. Гранулы древесного угля можно пропитать катализатором на месте или их можно приобрести в компании UOP в предварительно пропитанном катализатором виде. Щелочная среда обеспечивается закачкой каустика в реактор периодически, по мере необходимости.
Реактивное топливо или керосиновое сырье из верхней части резервуара для предварительной промывки каустика впрыскивается сжатым воздухом и поступает в верхнюю часть корпуса реактора Merox вместе с любым впрыскиваемым каустиком. Реакция окисления меркаптана происходит по мере того, как сырье просачивается вниз по катализатору. Выходящий из реактора поток проходит через резервуар-отстойник каустика, где он образует нижний слой водного раствора каустика и верхний слой нерастворимого в воде подслащенного продукта.
Раствор каустика остается в отстойнике каустика, так что в сосуде имеется резервуар для подачи каустика, который периодически закачивается в реактор для поддержания щелочной среды.
Подслащенный продукт из резервуара-отстойника каустика проходит через резервуар для промывки водой для удаления любой захваченной каустической кислоты, а также любых других нежелательных водорастворимых веществ, затем проходит через резервуар с соляным слоем для удаления любой захваченной воды и, наконец, через резервуар из глины. . Глиняный фильтр удаляет любые маслорастворимые вещества, неметаллические соединения (особенно медь) и твердые частицы, которые могут помешать соблюдению требований к реактивному топливу.
Под давлением, поддерживаемым в реакторе, впрыскивается воздух, который полностью растворяется в сырье при рабочей температуре .
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с Процесс Merox для извлечения меркаптана. Архивировано 30 декабря 2006 г. в Wayback Machine.
- ^ Перейти обратно: а б Процесс Merox для очистки керосина/авиационного топлива. Архивировано 17 сентября 2006 г. в Wayback Machine.
- ↑ Процесс Merox для добычи газа. Архивировано 30 декабря 2006 г., в Wayback Machine.
- ^ Процесс Minalk для обессеривания нафты с фиксированным слоем. Архивировано 30 декабря 2006 г., в Wayback Machine.
- ^ Безкаустический процесс Merox для очистки керосина/авиационного топлива. Архивировано 30 декабря 2006 г., в Wayback Machine.
- ^ Безкаустический процесс Merox для обессеривания нафты с неподвижным слоем. Архивировано 28 сентября 2007 г., в Wayback Machine.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Энергетический и экологический профиль нефтеперерабатывающей промышленности США , Управление промышленных технологий Министерства энергетики США , декабрь 1998 г. (Используйте ключевое слово «Merox» в функции поиска PDF-файлов).
- Применение процесса MeroxSM для экстракции меркаптановой серы Аннотация доклада, представленного на ежегодном собрании Американского института инженеров-химиков в 1999 году .
- Профиль нефтеперерабатывающей промышленности , Проект отраслевого блокнота, Управление по обеспечению соблюдения и обеспечения соответствия, Агентство по охране окружающей среды США , сентябрь 1995 г. (Используйте ключевое слово «Merox» в функции поиска PDF-файлов)