Optimice la actividad de hidrodesulfuración de su refinería
El sulfuro de dimetilo (DMS) y TBPS 454 de Chevron Phillips Chemical son agentes sulfurantes que utilizan los refinadores para transformar especies de óxido metálico en una fase cristalina de sulfuro metálico in situ para el hidrotratamiento de catalizadores.
Sulfuración 101
El azufre es una sustancia que se encuentra naturalmente en los combustibles derivados del petróleo. Sin embargo, en un esfuerzo por reducir las emisiones nocivas de SOx y NOx, la E.P.A (Agencia de Protección Ambiental) de los Estados Unidos comenzó a exigir el uso de combustible bajo en azufre. El principal proceso que utilizan las refinerías para eliminar los compuestos de azufre de la gasolina, el diésel y el combustible para aviones se llama hidrotratamiento o hidrodesulfuración.
El hidrotratamiento catalítico es un proceso de refinación catalítica ampliamente utilizado para eliminar azufre, hidrocarburos insaturados y nitrógeno de productos derivados del petróleo como nafta, gasolina, combustible diesel*, queroseno y fueloil.
También se lo conoce como hidroprocesamiento o hidrodesulfuración y ocurre comúnmente en múltiples ubicaciones de una refinería.
Los procesos de hidrodesulfuración suelen incluir instalaciones para la captura y eliminación del gas de sulfuro de hidrógeno (H2S) resultante, que posteriormente se convierte en azufre elemental o ácido sulfúrico, como subproductos.
Los procesos se utilizan para garantizar que los productos derivados del petróleo cumplan con las especificaciones de rendimiento e implican una serie de conversiones químicas.
Durante el hidrotratamiento, los catalizadores dentro del reactor, típicamente CoMo (cobalto molibdeno) o NiMo (níquel molibdeno), convierten los compuestos de azufre y nitrógeno no deseados en H2S (sulfuro de hidrógeno) y NH3, que luego se eliminan en el procesamiento posterior. Para activar la actividad catalítica, los catalizadores de hidrotratamiento pasan por un proceso llamado "sulfuración" o "presulfuración" donde los óxidos metálicos reaccionan con H2S en presencia de hidrógeno. Los agentes sulfurantes se utilizan para descomponer fácilmente los compuestos de azufre en el H2S necesario para completar las reacciones de sulfuración. Dos de los agentes sulfurantes más comunes son TBPS 454 y DMS. A continuación se detallan las ventajas de cada grado:
TBPS 454 es un agente sulfurante con un contenido de azufre del 54%, que se utiliza para transformar especies de óxidos metálicos en una fase cristalina de sulfuro metálico in situ para el hidrotratamiento de catalizadores. Para la sulfuración in situ, la reacción se realiza dentro de la unidad de proceso para un control completo y para lograr la máxima actividad del catalizador y una manipulación segura. A continuación se detallan las ventajas:
TBPS 454 no está clasificado como material inflamable y tiene un índice de toxicidad bajo.
TBPS 454 tiene un olor parecido al diesel, un olor más amigable y común en las refinerías.
TBPS 454 comienza a convertirse en H2S a la temperatura más baja en comparación con otros agentes de sulfuración, lo que reduce el riesgo de reducción de metales y potencialmente reduce el tiempo de la operación de sulfuración.
El subproducto de hidrocarburo durante una operación de sulfuración para TBPS 454 es isobutano, que no tiene el potencial de diluir el hidrógeno en el gas reciclado durante una operación de sulfuración.
El sulfuro de dimetilo (DMS) es un agente presulfurante con un contenido de azufre del 51% para el craqueo por vapor, el proceso que convierte los hidrocarburos en etileno y propileno, que se utiliza para productos a base de olefinas. Se agrega DMS a la materia prima para reducir la formación de coque y monóxido de carbono durante el craqueo térmico de hidrocarburos a alta temperatura en los reactores tubulares. A continuación se detallan las ventajas:
El DMS se descompone directa y completamente en H2S a 1470 °F (aunque puede quedar algo de CS2), adecuado para temperaturas de funcionamiento del horno.
El DMS generalmente requiere solo un punto de inyección en el gas de carga, ya que el DMS se dispersará bastante bien por todo el sistema del horno.
Dimethyl Disulfide (DMDS)
El disulfuro de dimetilo (DMDS) es un compuesto utilizado comercialmente como fuente de azufre en el craqueo con vapor de hidrocarburos. Tiene un contenido de azufre del 65% y se utiliza como disolvente en diversos procesos industriales, incluida la refinación de petróleo, la síntesis química y la fabricación de productos farmacéuticos. En síntesis química como precursor de otras sustancias químicas en síntesis orgánica. Además, como insecticida y fungicida, actuando alterando el sistema respiratorio de plagas y patógenos.
El DMDS se puede sintetizar mediante varios métodos, incluida la reacción de metanol con sulfuro de hidrógeno en presencia de un catalizador o la reacción de metanol con azufre.
DMDS tiene un menor potencial de agotamiento de la capa de ozono y un impacto ambiental reducido, por lo tanto, contribuye a una práctica agrícola más sostenible.
Propiedades del agente sulfurante
Propiedad
DMDS
TBPS 454
DMS
% de azufre (peso)
68
54
52
Densidad (lbs/gal)
8.9
9.0
7.11
Punto de congelación (°C)
-85
-12.2
-98
Punto de ebullición (°C)
109.4
N/A
37
Punto de inflamabilidad
59
217
-36
Presión de vapor a 21°C (PSI)
-17.5
-17.7
-13.2
Temperatura de descomposición* (°C)
200
250
482
Temperatura de encendido automático (°C)
301
225
206
Viscosidad a 21(°C) (mPa.s)
-17.4
-10.6
-17.6
*En presencia de H2 y Catalizadores
Procedimiento típico de sulfuración de TBPS
El proceso de sulfuración debe ser monitoreado y controlado cuidadosamente para lograr la actividad óptima del azufre. A continuación se muestra un procedimiento de sulfuración típico para TBPS 454. Cuando se descompone, TBPS 454 puede formar azufre elemental que forma polímeros sólidos cuando reacciona con olefinas. Los polímeros sólidos pueden formar residuos en el lecho del catalizador y en las tuberías. Existe un riesgo mucho mayor de que esto suceda a temperaturas inferiores a 500 F. Para disminuir la probabilidad de formación de polímero, el punto de inyección debe estar lo más cerca posible del lecho del catalizador.
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