Meroks - Merox

Merox to akronim oznaczający utlenianie merkaptanu . Jest prawnie zastrzeżony katalizator procesu chemicznego opracowany przez UOP stosowane w rafineriach ropy naftowej i obróbki gazu ziemnego roślinach do usunięcia merkaptanów z LPG , propan , butany , lekkie nafty , nafty i paliwa do silników odrzutowych , przekształcając je do ciekłych węglowodorów dwusiarczków .

Proces Merox wymaga zasadowego środowiska, które, w niektórych wersjach sposobu, jest przewidziany za pomocą wodnego roztworu wodorotlenku sodu (NaOH), silny bazowej , powszechnie nazywane ługu . W innych wersjach procesu alkaliczność zapewnia amoniak , który jest słabą zasadą.

Katalizator w niektórych wersjach procesu jest cieczą rozpuszczalną w wodzie. W innych wersjach katalizator jest impregnowany na granulki węgla drzewnego.

Procesy w rafineriach ropy naftowej lub zakładach przetwarzania gazu ziemnego, które usuwają merkaptany i/lub siarkowodór (H 2 S) są powszechnie nazywane procesami słodzenia , ponieważ w ich wyniku powstają produkty, które nie mają już kwaśnego, nieprzyjemnego zapachu merkaptanów i siarkowodoru. Ciekłe dwusiarczki węglowodorów mogą pozostać w słodzonych produktach, mogą być stosowane jako część paliwa rafineryjnego lub zakładu przetwarzania gazu ziemnego lub mogą być dalej przetwarzane.

Zwłaszcza w przypadku nafty proces Merox jest zwykle bardziej ekonomiczny niż stosowanie katalitycznego procesu hydroodsiarczania w tym samym celu. Rzeczywiście, rzadko (jeśli w ogóle) wymagane jest zmniejszenie zawartości siarki w nafcie pierwszej destylacji w celu przestrzegania specyfikacji siarki w paliwie do silników odrzutowych, ponieważ specyfikacja wynosi 3000 ppm i bardzo niewiele ropy naftowej zawiera frakcję nafty o wyższej zawartości siarki niż ten limit.

Rodzaje jednostek procesowych Merox

Firma UOP opracowała wiele wersji procesu Merox dla różnych zastosowań:

  • Konwencjonalny Merox do ekstrakcji merkaptanów z LPG, propanu, butanów lub lekkich benzyn.
  • Konwencjonalny Merox do słodzenia paliw do silników odrzutowych i nafty.
  • Merox do ekstrakcji merkaptanów z rafinerii i gazów ziemnych.
  • Minalk Merox do słodzenia benzyn. Proces ten w sposób ciągły wstrzykuje zaledwie kilka ppm substancji żrącej do benzyny paszowej.
  • Merox niezawierający kaustyki do słodzenia paliw do silników odrzutowych i nafty. Proces ten polega na wtryskiwaniu niewielkich ilości amoniaku i wody (zamiast substancji żrących) do benzyny zasilającej w celu zapewnienia wymaganej alkaliczności.
  • Merox bezkaustyczny do słodzenia benzyn. Proces ten polega również na wtryskiwaniu niewielkich ilości amoniaku i wody (zamiast substancji żrących) do benzyny zasilającej w celu zapewnienia wymaganej alkaliczności.

We wszystkich powyższych wersjach Merox ogólna reakcja utleniania zachodząca podczas przekształcania merkaptanów w dwusiarczki to:

4 RSH + O 2 → 2RSSR + 2H 2 O

Najczęściej usuwane merkaptany to:

W niektórych z powyższych wersji procesu Merox katalizator jest cieczą. W innych katalizator występuje w postaci impregnowanych granulek węgla drzewnego.

Schematy przebiegu procesu i opisy dwóch konwencjonalnych wersji procesu Merox są przedstawione w kolejnych rozdziałach.

Konwencjonalny Merox do ekstrakcji merkaptanów z LPG

Konwencjonalny proces Merox do ekstrakcji i usuwania merkaptanów ze skroplonych gazów naftowych (LPG), takich jak propan, butany i mieszaniny propanu i butanów, może być również stosowany do ekstrakcji i usuwania merkaptanów z lekkich benzyn. Jest to proces dwuetapowy. W pierwszym etapie wsadowy LPG lub lekką benzynę kontaktuje się w półkowym naczyniu ekstrakcyjnym z wodnym roztworem ługu zawierającego opatentowany ciekły katalizator UOP. Roztwór kaustyczny reaguje z merkaptanami i ekstrahuje je. Reakcja zachodząca w ekstraktorze to:

2RSH + 2 NaOH → 2NaSR + 2 H 2 O

W powyższej reakcji RSH oznacza merkaptan, a R oznacza grupę organiczną, taką jak metyl, etyl, propyl lub inna grupa. Na przykład, merkaptan etylowy ( etanotiolu ) ma wzór C 2 H 5 SH.

Drugi etap nazywany jest regeneracją i polega na podgrzaniu i utlenieniu roztworu kaustycznego opuszczającego ekstraktor. Utlenianie powoduje przekształcenie wyekstrahowanych merkaptanów w organiczne dwusiarczki (RSSR), które są cieczami nierozpuszczalnymi w wodzie, które są następnie oddzielane i dekantowane z wodnego roztworu ługu. Reakcja zachodząca na etapie regeneracji to:

4NaSR + O 2 + 2H 2 o → 2RSSR + 4NaOH

Po zdekantowaniu dwusiarczków, zregenerowany „ubogi” roztwór kaustyczny jest zawracany z powrotem na górę ekstraktora, aby kontynuować ekstrakcję merkaptanów.

Ogólna reakcja Merox netto obejmująca ekstrakcję i etap regeneracji może być wyrażona jako:

4 RSH + O 2 → 2RSSR + 2H 2 O

Surowiec wchodzący do ekstraktora musi być wolny od jakiegokolwiek H 2 S. W przeciwnym razie jakikolwiek H 2 S wchodzący do ekstraktora reagowałby z krążącym roztworem kaustycznym i zakłócałby reakcje Merox. W związku z tym, surowiec jest najpierw „wstępnie przemyty” przepływając przez wsadu wodnego ługu w celu usunięcia H 2 S. reakcję, która ma miejsce w zbiorniku mycia wstępnego jest:

H 2 S + NaOH → NaSH + H 2 O

Partia roztworu kaustycznego w naczyniu do płukania wstępnego jest okresowo odrzucana jako „ zużyty ług kaustyczny ” i zastępowana w razie potrzeby świeżą ługiem kaustycznym.

Schemat przepływu

Poniższy schemat blokowy przedstawia sprzęt i ścieżki przepływu zaangażowane w proces. LPG (lub benzyna lekka) surowiec wchodzi do zbiornika zmywania wstępnego i płynie ku górze przez partię sody kaustycznej, która usuwa wszelkie H 2 S, które mogą być obecne w surowcu. Koalescer w górnej części naczynia do mycia wstępnego zapobiega porwaniu i wyniesieniu substancji kaustycznej z naczynia.

Surowiec następnie wchodzi do ekstraktora merkaptanów i przepływa w górę przez tace kontaktowe, gdzie LPG ściśle styka się ze spływającą w dół substancją kaustyczną Merox, która ekstrahuje merkaptany z LPG. Słodzony LPG opuszcza wieżę i przepływa przez: osadnik kaustyczny w celu usunięcia porwanej substancji kaustycznej, naczynie do płukania wodą w celu dalszego usunięcia pozostałości porwanej substancji kaustycznej oraz naczynie zawierające złoże soli kamiennej w celu usunięcia porwanej wody. Suchy słodzony LPG opuszcza jednostkę Merox.

Roztwór kaustyczny opuszczający dno ekstraktora merkaptanów („bogaty” środek kaustyczny Merox) przepływa przez zawór sterujący, który utrzymuje ciśnienie ekstraktora potrzebne do utrzymania ciekłego LPG. Następnie jest wstrzykiwany zastrzeżonym ciekłym katalizatorem UOP (w razie potrzeby), przepływa przez podgrzewany parą wymiennik ciepła i jest wtryskiwany sprężonym powietrzem przed wejściem do naczynia utleniacza, gdzie wyekstrahowane merkaptany są przekształcane w dwusiarczki. Naczynie utleniacza ma upakowane złoże, aby utrzymać wodny roztwór ługu i nierozpuszczalny w wodzie dwusiarczek dobrze kontaktowany i dobrze wymieszany.

Mieszanina kaustyczna-dwusiarczek następnie przepływa do naczynia separatora, gdzie pozwala się na utworzenie dolnej warstwy „chudego” ługu Merox i górnej warstwy dwusiarczków. Sekcja pionowa separatora służy do odłączania i odprowadzania nadmiaru powietrza i zawiera sekcję pierścienia Raschiga, aby zapobiec porywaniu jakichkolwiek dwusiarczków z odpowietrzanego powietrza. Dwusiarczki są usuwane z separatora i kierowane do magazynu paliwa lub do jednostki hydrorafinacji. Zregenerowany ług kaustyczny Merox jest następnie pompowany z powrotem na górę ekstraktora w celu ponownego użycia.

Schemat przepływu konwencjonalnej jednostki procesowej Merox do ekstrakcji merkaptanów ze skroplonego gazu ropopochodnego (LPG).

Konwencjonalny Merox do słodzenia paliwa lotniczego lub nafty

Konwencjonalny proces Merox do usuwania merkaptanów (tj. słodzenia) paliwa do silników odrzutowych lub nafty jest procesem jednoetapowym. Reakcja utleniania merkaptanu zachodzi w środowisku alkalicznym, gdy wsadowe paliwo do silników odrzutowych lub nafta, zmieszane ze sprężonym powietrzem, przepływa przez nieruchome złoże katalizatora w zbiorniku reaktora. Katalizator składa się z granulek węgla drzewnego, które zostały impregnowane zastrzeżonym katalizatorem UOP. Zachodząca reakcja utleniania to:

4 RSH + O 2 → RSSR + 2H 2 O

Podobnie jak w przypadku konwencjonalnego procesu Merox leczenia LPG, na paliwo do silników odrzutowych lub nafta procesowi odsiarczania wymaga również, że surowiec być przemywane w celu usunięcia H 2 S, która zakłócałaby słodzenia. Reakcja zachodząca w zbiorniku do okresowego ługowego mycia wstępnego to:

H 2 S + NaOH → NaSH + H 2 O

Schemat przepływu

Reaktor Merox to pionowe naczynie zawierające złoże granulek węgla drzewnego, które zostały zaimpregnowane katalizatorem UOP. Granulki węgla drzewnego można impregnować katalizatorem in situ lub można je zakupić w firmie UOP jako wstępnie impregnowane katalizatorem. Środowisko alkaliczne jest zapewniane przez pompowanie kaustyki do reaktora z przerwami, w zależności od potrzeb.

Paliwo do silników odrzutowych lub nafta ze szczytu zbiornika do wstępnego mycia kaustycznego jest wtryskiwane sprężonym powietrzem i wchodzi na górę zbiornika reaktora Merox wraz z wstrzykniętą substancją kaustyczną. Reakcja utleniania merkaptanu ma miejsce, gdy surowiec przesiąka w dół przez katalizator. Odciek z reaktora przepływa przez osadnik kaustyczny, w którym tworzy dolną warstwę wodnego roztworu ługu sodowego i górną warstwę nierozpuszczalnego w wodzie posłodzonego produktu.

Roztwór kaustyczny pozostaje w osadniku kaustycznym, tak że naczynie zawiera zbiornik do dostarczania ługu kaustycznego, który jest okresowo pompowany do reaktora, aby utrzymać środowisko alkaliczne.

Słodzony produkt z osadnika kaustycznego przepływa przez naczynie do płukania wodą, aby usunąć wszelkie porwane substancje żrące, a także wszelkie inne niepożądane substancje rozpuszczalne w wodzie, a następnie przepływa przez naczynie ze złożem solnym w celu usunięcia porwanej wody i na koniec przez gliniane naczynie filtrujące . Filtr gliniany usuwa wszelkie substancje rozpuszczalne w oleju, związki niemetaliczne (zwłaszcza miedź) i cząstki stałe, które mogą uniemożliwić spełnienie specyfikacji produktu paliwa do silników odrzutowych.

Ciśnienie utrzymywane w reaktorze wstrzykiwane powietrze całkowicie rozpuści się w surowcu w temperaturze roboczej .

Konwencjonalna jednostka procesowa Merox do słodzenia paliwa lotniczego lub nafty

Zobacz też

Bibliografia

Zewnętrzne linki