Optimisez l'activité d'hydrodésulfuration de votre raffinerie
Le sulfure de diméthyle (DMS) et le TBPS 454 de Chevron Phillips Chemical sont des agents sulfurants utilisés par les raffineurs pour transformer in situ des espèces d'oxydes métalliques en une phase cristalline de sulfure métallique pour l'hydrotraitement des catalyseurs.
Sulfuration 101
Le soufre est une substance naturellement présente dans les carburants dérivés du pétrole. Cependant, dans le but de réduire les émissions nocives de SOx et de NOx, l’EPA (Environmental Protection Agency) des États-Unis a commencé à exiger l’utilisation de carburants à faible teneur en soufre. Le principal processus utilisé par les raffineurs pour éliminer les composés soufrés de l’essence, du diesel et du carburéacteur est appelé hydrotraitement ou hydrodésulfuration.
L'hydrotraitement catalytique est un procédé de raffinage catalytique largement utilisé pour éliminer le soufre, les hydrocarbures insaturés et l'azote des produits pétroliers tels que le naphta, l'essence, le carburant diesel*, le kérosène et le fioul.
Il est également connu sous le nom d’hydrotraitement ou d’hydrodésulfuration et se produit généralement à plusieurs endroits dans une raffinerie.
Les processus d'hydrodésulfuration comprennent généralement des installations pour la capture et l'élimination du sulfure d'hydrogène (H2S) gazeux résultant, qui est ensuite converti en soufre élémentaire ou en acide sulfurique, en tant que sous-produits.
Les processus sont utilisés pour garantir que les produits pétroliers répondent aux spécifications de performance et impliquent une série de conversions chimiques.
Pendant l'hydrotraitement, les catalyseurs à l'intérieur du réacteur, généralement CoMo (cobalt-molybdène) ou NiMo (nickel-molybdène), convertissent les composés soufrés et azotés indésirables en H2S (sulfure d'hydrogène) et NH3, qui sont ensuite éliminés lors du traitement en aval. Pour activer l'activité catalytique, les catalyseurs d'hydrotraitement subissent un processus appelé « sulfuration » ou « présulfuration » où les oxydes métalliques réagissent avec le H2S en présence d'hydrogène. Les agents sulfurants sont utilisés pour décomposer facilement les composés soufrés en H2S nécessaire à la réalisation des réactions de sulfuration. Deux des agents sulfurants les plus courants sont le TBPS 454 et le DMS. Voici les avantages de chaque grade :
Le TBPS 454 est un agent sulfuré avec une teneur en soufre de 54 %, utilisé pour transformer in situ des espèces d'oxydes métalliques en une phase cristalline de sulfure métallique pour l'hydrotraitement du catalyseur. Pour la sulfuration in situ, la réaction est effectuée au sein de l'unité de traitement pour un contrôle complet et pour obtenir une activité catalytique maximale et une manipulation sûre. Voici les avantages :
Le TBPS 454 n'est pas classé comme matériau inflammable et a un faible indice de toxicité.
Le TBPS 454 a une odeur semblable à celle du diesel, une odeur plus conviviale et courante dans les raffineries.
Le TBPS 454 commence à se convertir en H2S à la température la plus basse par rapport aux autres agents de sulfuration, réduisant ainsi le risque de réduction des métaux et réduisant potentiellement la durée de l'opération de sulfuration.
Le sous-produit d'hydrocarbure lors d'une opération de sulfuration du TBPS 454 est l'isobutane, qui n'a pas le potentiel de diluer l'hydrogène dans le gaz recyclé pendant une opération de sulfuration.
Le sulfure de diméthyle (DMS) est un agent présulfurant avec une teneur en soufre de 51 % pour le vapocraquage, le procédé qui convertit les hydrocarbures en éthylène et en propylène, utilisé pour les produits à base d'oléfines. Le DMS est ajouté à la matière première pour réduire la formation de coke et de monoxyde de carbone lors du craquage thermique à haute température des hydrocarbures dans des réacteurs tubulaires. Voici les avantages :
Le DMS se décompose directement et complètement en H2S à 1 470 °F (bien qu'un peu de CS2 puisse rester), ce qui convient aux températures de fonctionnement du four.
Le DMS ne nécessite généralement qu'un seul point d'injection dans le gaz de charge, car le DMS se dispersera assez bien dans tout le système de four.
Dimethyl Disulfide (DMDS)
Le disulfure de diméthyle (DMDS) est un composé utilisé commercialement comme source de soufre dans le vapocraquage des hydrocarbures. Il a une teneur en soufre de 65 % et est utilisé comme solvant dans divers processus industriels, notamment le raffinage du pétrole, la synthèse chimique et la fabrication pharmaceutique. En synthèse chimique comme précurseur d’autres substances chimiques en synthèse organique. De plus, comme insecticide et fongicide, agissant en modifiant le système respiratoire des ravageurs et des agents pathogènes.
Le DMDS peut être synthétisé par plusieurs méthodes, notamment la réaction du méthanol avec du sulfure d'hydrogène en présence d'un catalyseur ou la réaction du méthanol avec du soufre.
Le DMDS a un potentiel d’appauvrissement de la couche d’ozone plus faible et un impact environnemental réduit, contribuant ainsi à une pratique agricole plus durable.
Propriétés de l'agent sulfurant
Propriété
DMDS
TBPS 454
DMS
% soufre (poids)
68
54
52
Densité (lb/gal)
8.9
9.0
7.11
Point de congélation (°C)
-85
-12.2
-98
Point d'ébullition (°C)
109.4
N/A
37
Point d'éclair
59
217
-36
Pression de vapeur à 21°C (PSI)
-17.5
-17.7
-13.2
Température de décomposition* (°C)
200
250
482
Température de mise en marche automatique (°C)
301
225
206
Viscosité à 21(°C) (mPa.s)
-17.4
-10.6
-17.6
*En présence de H2 et Catalizadores
Procédure typique de sulfuration TBPS
Le processus de sulfuration doit être soigneusement surveillé et contrôlé pour obtenir une activité optimale du soufre. Vous trouverez ci-dessous une procédure de sulfuration typique pour le TBPS 454. Une fois décomposé, le TBPS 454 peut former du soufre élémentaire qui forme des polymères solides lorsqu'il réagit avec des oléfines. Les polymères solides peuvent former des résidus dans le lit catalytique et les tuyaux. Le risque que cela se produise est beaucoup plus grand à des températures inférieures à 500 F. Pour réduire le risque de formation de polymère, le point d'injection doit être aussi proche que possible du lit de catalyseur.
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