Chevron Phillips Schwefelmittel

Schwefelung 101

Schwefel ist eine Substanz, die natürlicherweise in aus Erdöl gewonnenen Kraftstoffen vorkommt. Um jedoch die schädlichen SOx- und NOx-Emissionen zu reduzieren, begann die US-Umweltschutzbehörde E.P.A., die Verwendung von Kraftstoffen mit niedrigem Schwefelgehalt vorzuschreiben. Der Hauptprozess, den Raffinerien zur Entfernung von Schwefelverbindungen aus Benzin, Diesel und Kerosin verwenden, wird Hydrotreating oder Hydrodesulfurierung genannt.

Katalytisches Hydrotreating ist ein katalytisches Raffinierungsverfahren, das häufig zur Entfernung von Schwefel, ungesättigten Kohlenwasserstoffen und Stickstoff aus Erdölprodukten wie Naphtha, Benzin, Dieselkraftstoff*, Kerosin und Heizöl eingesetzt wird.

Es wird auch als Hydroprocessing oder Hydrodesulfurierung bezeichnet und findet häufig an mehreren Stellen in einer Raffinerie statt.

Hydrodesulfurierungsverfahren umfassen in der Regel Anlagen zum Auffangen und Entfernen des entstehenden Schwefelwasserstoffgases (H2S), das anschließend als Nebenprodukte in elementaren Schwefel oder Schwefelsäure umgewandelt wird.

Die Prozesse werden verwendet, um sicherzustellen, dass Erdölprodukte den Leistungsspezifikationen entsprechen, und umfassen eine Reihe chemischer Umwandlungen.

Beim Hydrotreating wandeln Katalysatoren im Reaktor, typischerweise CoMo (Kobalt-Molybdän) oder NiMo (Nickel-Molybdän), unerwünschte Schwefel- und Stickstoffverbindungen in H2S (Schwefelwasserstoff) und NH3 um, die dann in der nachgeschalteten Verarbeitung entfernt werden. Um die katalytische Aktivität zu aktivieren, durchlaufen Hydrotreating-Katalysatoren einen Prozess namens „Schwefelung“ oder „Vorschwefelung“, bei dem Metalloxide in Gegenwart von Wasserstoff mit H2S reagieren. Schwefelungsmittel werden verwendet, um Schwefelverbindungen leicht in H2S zu zersetzen, das für die Durchführung von Sulfidierungsreaktionen erforderlich ist. Zwei der gebräuchlichsten Schwefelungsmittel sind TBPS 454 und DMS. Nachfolgend sind die Vorteile jeder Klasse aufgeführt:

TBPS 454

• TBPS 454 ist nicht als brennbares Material eingestuft und weist eine niedrige Toxizitätsbewertung auf.
• TBPS 454 hat einen dieselähnlichen Geruch, einen freundlicheren Geruch und ist in Raffinerien üblich.
• TBPS 454 beginnt im Vergleich zu anderen Sulfidierungsmitteln bei der niedrigsten Temperatur in H2S umzuwandeln, wodurch das Risiko einer Metallreduktion verringert und möglicherweise die Zeit des Sulfidierungsvorgangs verkürzt wird.
• Das Kohlenwasserstoff-Nebenprodukt während eines Sulfidierungsvorgangs für TBPS 454 ist Isobutan, das nicht das Potenzial hat, den Wasserstoff im recycelten Gas während eines Sulfidierungsvorgangs zu verdünnen.

Dimethyl Sulfide (DMS) 

• DMS zersetzt sich bei 1470 °F direkt und vollständig zu H2S (obwohl etwas CS2 zurückbleiben kann), was für die Betriebstemperaturen des Ofens geeignet ist.
• DMS erfordert im Allgemeinen nur einen Einspritzpunkt im Beschickungsgas, da sich das DMS recht gut im gesamten Ofensystem verteilt.

Dimethyl Disulfide (DMDS)

• DMDS kann durch verschiedene Methoden synthetisiert werden, einschließlich der Reaktion von Methanol mit Schwefelwasserstoff in Gegenwart eines Katalysators oder der Reaktion von Methanol mit Schwefel.
• DMDS hat ein geringeres Ozonabbaupotenzial und geringere Auswirkungen auf die Umwelt und trägt somit zu einer nachhaltigeren landwirtschaftlichen Praxis bei.

Eigenschaften des Schwefelungsmittels

^{*In Gegenwart von H2 und Katalysatoren}

Typisches TBPS-Sulfidierungsverfahren

Der Sulfidierungsprozess muss sorgfältig überwacht und gesteuert werden, um eine optimale Schwefelaktivität zu erreichen. Nachfolgend finden Sie ein typisches Sulfidierungsverfahren für TBPS 454. Bei der Zersetzung kann TBPS 454 elementaren Schwefel bilden, der bei Reaktion mit Olefinen feste Polymere bildet. Feste Polymere können Rückstände im Katalysatorbett und in den Rohren bilden. Bei Temperaturen unter 500 °F besteht ein viel größeres Risiko, dass dies geschieht. Um die Wahrscheinlichkeit der Polymerbildung zu verringern, sollte der Einspritzpunkt so nah wie möglich am Katalysatorbett liegen.