Optimaliseer de hydro-ontzwavelingsactiviteit van uw raffinaderij
Dimethylsulfide (DMS) en TBPS 454 van Chevron Phillips Chemical zijn zwaveliserende middelen die door raffinaderijen worden gebruikt om metaaloxidesoorten in situ om te zetten in een kristallijne metaalsulfidefase voor de hydrobehandeling van katalysatoren.
Zwaveling 101
Zwavel is een stof die van nature voorkomt in brandstoffen uit aardolie. In een poging om de schadelijke SOx- en NOx-uitstoot te verminderen, begon de Amerikaanse EPA (Environmental Protection Agency) echter het gebruik van laagzwavelige brandstof te eisen. Het belangrijkste proces dat raffinaderijen gebruiken om zwavelverbindingen uit benzine, diesel en vliegtuigbrandstof te verwijderen, wordt hydrobehandeling of hydro-ontzwaveling genoemd.
Katalytische hydrobehandeling is een katalytisch raffinageproces dat op grote schaal wordt gebruikt om zwavel, onverzadigde koolwaterstoffen en stikstof te verwijderen uit aardolieproducten zoals nafta, benzine, dieselbrandstof*, kerosine en stookolie.
Het is ook bekend als hydroprocessing of hydro-ontzwaveling en vindt gewoonlijk plaats op meerdere locaties in een raffinaderij.
Hydro-ontzwavelingsprocessen omvatten doorgaans faciliteiten voor het afvangen en verwijderen van het resulterende waterstofsulfidegas (H2S), dat vervolgens als bijproducten wordt omgezet in elementair zwavel of zwavelzuur.
De processen worden gebruikt om ervoor te zorgen dat aardolieproducten voldoen aan de prestatiespecificaties en omvatten een reeks chemische conversies.
Tijdens de hydrobehandeling zetten katalysatoren in de reactor, meestal CoMo (kobaltmolybdeen) of NiMo (nikkelmolybdeen), ongewenste zwavel- en stikstofverbindingen om in H2S (waterstofsulfide) en NH3, die vervolgens tijdens de stroomafwaartse verwerking worden verwijderd. Om de katalytische activiteit te activeren, ondergaan hydrobehandelingskatalysatoren een proces dat "zwavelvorming" of "voorzwaveling" wordt genoemd, waarbij metaaloxiden reageren met H2S in aanwezigheid van waterstof. Zwavelmiddelen worden gebruikt om zwavelverbindingen gemakkelijk te ontleden in het H2S dat nodig is om de sulfidatiereacties te voltooien. Twee van de meest voorkomende zwavelmiddelen zijn TBPS 454 en DMS. Hieronder staan de voordelen van elke klasse:
TBPS 454 is een sulfidemiddel met een zwavelgehalte van 54%, dat wordt gebruikt om metaaloxidesoorten in situ om te zetten in een metaalsulfide-kristallijne fase voor de hydrobehandeling van katalysatoren. Voor in situ sulfidering wordt de reactie uitgevoerd binnen de proceseenheid voor volledige controle en om maximale katalysatoractiviteit en veilige hantering te bereiken. Hieronder staan de voordelen:
TBPS 454 is niet geclassificeerd als ontvlambaar materiaal en heeft een lage toxiciteitswaarde.
TBPS 454 heeft een dieselachtige geur, een vriendelijkere geur en gebruikelijk in raffinaderijen.
TBPS 454 begint bij de laagste temperatuur in H2S om te zetten in vergelijking met andere sulfidatiemiddelen, waardoor het risico op metaalreductie wordt verminderd en mogelijk de tijd van de sulfidatie wordt verkort.
Het koolwaterstofbijproduct tijdens een sulfideringsoperatie voor TBPS 454 is isobutaan, dat niet het potentieel heeft om de waterstof in het gerecycleerde gas te verdunnen tijdens een sulfidatieoperatie.
Dimethylsulfide (DMS) is een voorzwavelingsmiddel met een zwavelgehalte van 51% voor stoomkraken, het proces waarbij koolwaterstoffen worden omgezet in ethyleen en propyleen, dat wordt gebruikt voor producten op basis van olefinen. DMS wordt aan de grondstof toegevoegd om de vorming van cokes en koolmonoxide tijdens het thermisch kraken van koolwaterstoffen bij hoge temperatuur in buisreactoren te verminderen. Hieronder staan de voordelen:
DMS ontleedt direct en volledig tot H2S bij 1470°F (hoewel er mogelijk wat CS2 achterblijft), geschikt voor bedrijfstemperaturen van ovens.
DMS vereist doorgaans slechts één injectiepunt in het laadgas, aangezien het DMS zich vrij goed door het ovensysteem zal verspreiden.
Dimethyldisulfide (DMDS)
Dimethyldisulfide (DMDS) is een verbinding die commercieel wordt gebruikt als bron van zwavel bij het stoomkraken van koolwaterstoffen. Het heeft een zwavelgehalte van 65% en wordt gebruikt als oplosmiddel in verschillende industriële processen, waaronder aardolieraffinage, chemische synthese en farmaceutische productie. In de chemische synthese als voorloper van andere chemische stoffen in de organische synthese. Bovendien werkt het als insecticide en fungicide door het ademhalingssysteem van ongedierte en ziekteverwekkers te veranderen.
DMDS kan op verschillende manieren worden gesynthetiseerd, waaronder de reactie van methanol met waterstofsulfide in aanwezigheid van een katalysator of de reactie van methanol met zwavel.
DMDS heeft een lager potentieel voor aantasting van de ozonlaag en een verminderde impact op het milieu, waardoor het bijdraagt aan een duurzamere landbouwpraktijk.
Zwavelvormende eigenschappen
Eigendom
DMDS
TBPS 454
DMS
Zwavel %(gew)
68
54
52
Dichtheid (lbs/gal)
8.9
9.0
7.11
Vriespunt (°C)
-85
-12.2
-98
Kookpunt (°C)
109.4
N/A
37
Vlampunt
59
217
-36
Dampspanning bij 21°C (PSI)
-17.5
-17.7
-13.2
Ontledingstemperatuur* (°C)
200
250
482
Auto-aan temperatuur (°C)
301
225
206
Viscositeit bij 21(°C) (mPa.s)
-17.4
-10.6
-17.6
*In aanwezigheid van H2 en katalysatoren
Typische TBPS-sulfidatieprocedure
Het sulfidatieproces moet zorgvuldig worden gecontroleerd en gecontroleerd om een optimale zwavelactiviteit te bereiken. Hieronder vindt u een typische sulfidatieprocedure voor TBPS 454. Bij ontleding kan TBPS 454 elementaire zwavel vormen die vaste polymeren vormt wanneer deze met olefinen reageert. Vaste polymeren kunnen residu vormen in het katalysatorbed en de leidingen. Er is een veel groter risico dat dit gebeurt bij temperaturen onder 500 F. Om de kans op polymeervorming te verkleinen, moet het injectiepunt zo dicht mogelijk bij het katalysatorbed liggen.
