طراحي فرآيند تلفيقي گوگردزدايي هيدروژني و اكسايشي

كارشناسي ارشد

روند تدريجي كاهش حد مجاز ميزان گوگرد در سوخت توسط اتحاديه اروپا در سال‌هاي اخير نشان دهنده‌ي اهميت فرآيند گوگردزدايي است. كاهش ميزان گوگرد موجود در سوخت به كم‏تر از ppmw 10، با استفاده از فرآيند گوگردزدايي‏هيدروژني معمول نيازمند شرايط عملياتي بالا و در نتيجه افزايش هزينه‏ها است. در بين روش‌هاي گوناگون گوگردزدايي، كه براي جايگزيني و يا تكميل فرآيند گوگردزدايي‏هيدروژني مطرح مي‌‌شوند، گوگردزدايي‏اكسايشي يكي از بهترين گزينه‌ها است. زيرا اين روش نياز به شرايط عملياتي سخت ازجمله دما و فشار بالا و هم‏چنين استفاده از هيدروژن گران‏‏قيمت ندارد. با توجه به مطالب فوق، هدف اين پژوهش، پيشنهاد و ارزيابي يك فرآيند گوگردزدايي با بهره‏وري و گزينش‏پذيري بالا در مقياس صنعتي است. فرآيند پيشنهادي، تلفيق دو فرآيند گوگردزدايي‏هيدروژني و اكسايشي به منظور بهبود شرايط عملياتي است. تركيبات آلي گوگرددار موجود در خوراك هيدروكربوري (C10-C30)، بنزوتيوفن و دي‏بنزوتيوفن هستند و مقدار گوگرد موجود در آن‏ها ppmw 22600 است. براي اين منظور در مرحله اول فرآيند گوگردزدايي‏هيدروژني متشكل از يك راكتور جريان پلاگ سه بستري در مقياس صنعتي تحت شرايط ملايم ℃ 311 و 24 بار و جريان گازي شامل wt% 35 هيدروژن، شبيه‏سازي شده و مقدار گوگرد موجود در خوراك به ppmw 1148 كاهش يافته است. در مرحله دوم براي حذف گوگرد موجود در دي‏بنزوتيوفن، خوراك هيدروكربوري وارد واحد گوگردزدايي‏اكسايشي مي‏شود. اين واحد از دو بخش واكنش اكسيداسيون و استخراج مايع - مايع تشكيل شده است. بخش واكنش از سه راكتور مخزني همزن‏دار سري تشكيل شده است. براي انجام اين واكنش از هيدروژن‏پراكسيد (wt% 30) و استيك‏اسيد به ترتيب به عنوان اكسيدكننده و كمك‏اكساينده استفاده شده است. پس از آن براي حذف تركيبات آلي گوگرددار اكسيد‏شده از واحد استخراج مايع - مايع استفاده مي‏شود. استونيتريل به عنوان حلال با گزينش‏پذيري بالا انتخاب شده و با نسبت حجمي 1:1 نسبت به هيدروكربورها منجر به حذف كامل گوگرد مي‏شود. سپس حلال براي استفاده مجدد بازگرداني‏ مي‏شود. سرانجام، فرآيند طراحي‏ شده از نظر هزينه و شرايط عملياتي فرآيند بهينه‏سازي گرديد و به دليل كاهش شرايط عملياتي فشار (70 بار به 24بار) و دما (℃ 370 به ℃ 311) در بخش واكنش، شاخص ايمني فرآيند نسبت به فرآيند گوگردزدايي‏هيدروژني معمول 2 واحد كاهش يافته و در نتيجه منجر به افزايش قابل توجه ايمني فرآيند شده كه در پايان فصل چهارم و پيوست (الف) به تشريح كامل آن پرداخته شده است.

189608

دانشگاه علم و صنعت ايران

ترموديناميك و سينتيك

دكتر محمدرضا دهقاني