کاربرد نانو کاتالیست ها در تصفیه هیدروژنی فرآیندهای پالایش نفت

پالایش نفت با تقطیر جزء به جزء نفت خام به گرو ه های هیدروکربنی شروع شده و خواص محصولات ، مستقیماً متناسب با نحوه انجام فرآیند تبدیل نفت می باشد

کاربرد نانو کاتالیست ها در تصفیه هیدروژنی فرآیندهای پالایش نفت

مقدمه

 

در فناوری نانو خواص فیزیكی مواد نانوابعاد در حوزه ای بین اثرات کوانتومی و خواص توده قرار می گیرد . علوم و فنون نانو محصول مطالعات دانشمندان در رشته های مختلف بوده است ، که با راه حل ها و روش های گوناگون و خلاقانه به صورت مجموعه ای از فنون علمی کارامد درآمده است. در این نوشتار، ضمن بررسی فرایند تصفیۀ هیدروژنی ، انواع کاتالیست های مورد استفاده در این فرایند و تاثیر فناوری نانو برآنها بررسی گردیده است.

پالایش نفت با تقطیر جزء به جزء نفت خام به گرو ه های هیدروکربنی شروع شده و خواص محصولات ، مستقیماً متناسب با نحوه انجام فرآیند تبدیل نفت می باشد. فرآیندها و عملیات پالایش نفت به پنج بخش اصلی تقسیم می شود :

 

الف) تفكیك (تقطیر)

 

ب) فرآیندهای تبدیلی آه اندازه و ساختار مولكو لی هیدروکربن ها را تغییر می دهند این فرآیندها شامل:

 

1) تجزیه (تقسیم)

2) همسا نسازی(ترآیب)

3) جایگزینی(نوآرائی) میباشند.

ج) فرآیندهای عم لآوری

د) فرآیندهای تنظیم و اختلاط

 

فرایند تجزیه که از زیر شاخه های فرایندهای تبدیلی محسوب می شود، شامل هیدروکراکینگ، شكست کاتالیستی و شكست گرمایی میشود.

 

تصفیه هیدروژنی/ هیدروتریتینگ کاتالیستی

 

هیدروتریتینگ کاتالیستی یك فرآیند هیدروژناسیون است که برای خارج کردن حدود 90 درصد مواد آلوده کننده

نیتروژنی، سولفوری، اکسیژن دار و فلزات از برش های نفتی مایع مورد استفاده قرار می گیرد. این مواد آلاینده در صورتی که از سیالات نفتی جدا نشوند، مادامی که از درون لوله های واحدهای پالایش می گذرند، می توانند اثرات مخربی روی تجهیزات، کاتالیست ها و کیفیت محصولات نهایی داشته باشند.

هیدروتریتینگ معمولا پیش از فرآیندهای بازآرایی کاتالیستی (Catalytic Reforming) انجام می شود به نحوی کهآاتالیستها با مواد اولیه تصفیه نشده ، تماس پیدا نكنند.

هیدروتریتینگ را همچنین می توان پیش از شكست کاتالیستی انجام داد تا میزان گوگرد آاسته شود و بازده محصولات بیشتر شود و برشهای نفتی میان تقطیری (Middle – distillate) بهبود یابند و به آروزون، سوخت دیزل و نفتن ها تبدیل شوند .

 به علاوه، هیدروترتینگ اولفین ها و آروماتیك ها را به انواع اشباع شده تبدیل می کند.

فرآیندهای گوگردزدایی با هیدروژناسیون کاتالیستی

 

هیدروتریتینگ/ تصفیه هیدروژنی برای خارج کردن سولفور، هیدرودی سولفوریزاسیون(گوگردزدایی با هیدروژناسیون) خوانده می شود. در یك واحد گوگردزدایی با هیدروژناسیون کاتالیستی ابتدا هوا از ناخالصی های اولیه خارج می شود و با هیدروژن مخلوط می شود و آنگاه در یك کوره با دمای 600 تا 800 درجة فارنهایت پیش گرم می شو.د

 در راکتور، ترکیبات سولفور و نیتروژندار در مواد اولیه تبدیل به H2S و3  NH  می شود . محصولات واکنش از راکتور خارج شده و پس از سرد شدن تا دمای پایین به یك جداساز گاز و مایع داخل می شوند.

گاز غنی از هیدروژن از جداساز فشار بالا برای مخلوط شدن با مواد اولیه بازگردانده می شود و جریان گاز فشا ر پایین که غنی از H2S است به واحد تصفیه گاز فرستاده می شود تا H2S خارج شود. سپس گاز تمیز برای سوخت آوره های پالایشگاه مفید است.

 جریان مایع محصول هیدروتریتینگ / تصفیه هیدروژنی است که معمولا به ستون استریپینگ برای جدایش H2S و سایر محصولات نامطلوب فرستاده می شود.