Ottimizza l'attività di idrodesolforazione della tua raffineria
Il dimetilsolfuro (DMS) e TBPS 454 di Chevron Phillips Chemical sono agenti solforanti utilizzati dalle raffinerie per trasformare specie di ossidi metallici in una fase cristallina di solfuro metallico in situ per l'idrotrattamento del catalizzatore.
Solfurazione 101
Lo zolfo è una sostanza che si trova naturalmente nei carburanti derivati dal petrolio. Tuttavia, nel tentativo di ridurre le emissioni nocive di SOx e NOx, l’EPA (Environmental Protection Agency) degli Stati Uniti ha iniziato a richiedere l’uso di carburante a basso contenuto di zolfo. Il processo principale utilizzato dalle raffinerie per rimuovere i composti dello zolfo dalla benzina, dal diesel e dal carburante per aerei è chiamato idrotrattamento o idrodesolforazione.
L'idrotrattamento catalitico è un processo di raffinazione catalitica ampiamente utilizzato per rimuovere zolfo, idrocarburi insaturi e azoto da prodotti petroliferi come nafta, benzina, carburante diesel*, cherosene e olio combustibile.
È noto anche come idrotrattamento o idrodesolforazione e comunemente si verifica in più punti di una raffineria.
I processi di idrodesolforazione includono tipicamente strutture per la cattura e la rimozione del gas di idrogeno solforato (H2S) risultante, che viene successivamente convertito in zolfo elementare o acido solforico, come sottoprodotti.
I processi vengono utilizzati per garantire che i prodotti petroliferi soddisfino le specifiche prestazionali e comportano una serie di conversioni chimiche.
Durante l'idrotrattamento, i catalizzatori all'interno del reattore, tipicamente CoMo (cobalto molibdeno) o NiMo (nichel molibdeno), convertono i composti indesiderati di zolfo e azoto in H2S (idrogeno solforato) e NH3, che vengono poi rimossi nel trattamento a valle. Per attivare l'attività catalitica, i catalizzatori di idrotrattamento subiscono un processo chiamato "solforazione" o "presolforazione" in cui gli ossidi metallici reagiscono con H2S in presenza di idrogeno. Gli agenti solforanti vengono utilizzati per decomporre facilmente i composti dello zolfo nell'H2S necessario per completare le reazioni di solforazione. Due degli agenti solforanti più comuni sono TBPS 454 e DMS. Di seguito sono riportati i vantaggi di ciascun grado:
TBPS 454 è un agente solforante con il 54% di contenuto di zolfo, utilizzato per trasformare specie di ossidi metallici in una fase cristallina di solfuro metallico in situ per catalizzatori di idrotrattamento. Per la solforazione in situ, la reazione viene eseguita all'interno dell'unità di processo per un controllo completo e per ottenere la massima attività catalitica e una manipolazione sicura. Di seguito i vantaggi:
TBPS 454 non è classificato come materiale infiammabile e ha un basso livello di tossicità.
TBPS 454 ha un odore simile al diesel, un odore più amichevole e comune per le raffinerie.
TBPS 454 inizia a convertirsi in H2S alla temperatura più bassa rispetto ad altri agenti solforanti, diminuendo il rischio di riduzione dei metalli e potenzialmente diminuendo il tempo dell'operazione di solforazione.
Il sottoprodotto idrocarburico durante un'operazione di solforazione per TBPS 454 è l'isobutano, che non ha il potenziale di diluire l'idrogeno nel gas di riciclo durante un'operazione di solforazione.
Il Dimetil Solfuro (DMS) è un agente presolfurante con il 51% di zolfo per lo steam cracking, il processo che trasforma gli idrocarburi in etilene e propilene, utilizzato per prodotti a base di olefine. Il DMS viene aggiunto alla materia prima per ridurre la formazione di coke e monossido di carbonio durante il cracking termico ad alta temperatura degli idrocarburi nei reattori tubolari. Di seguito i vantaggi:
Il DMS si decompone direttamente e completamente in H2S a 1470°F (sebbene possano rimanere tracce di CS2), adatto per le temperature di esercizio del forno.
Il DMS di solito richiede un solo punto di iniezione nel gas di carica poiché il DMS si disperde abbastanza bene in tutto il sistema del forno.
Dimethyl Disulfide (DMDS)
Il dimetildisolfuro (DMDS) è un composto utilizzato commercialmente come fonte di zolfo nello steam cracking degli idrocarburi. Ha un contenuto di zolfo del 65% e viene utilizzato come solvente in vari processi industriali, tra cui la raffinazione del petrolio, la sintesi chimica e la produzione farmaceutica. Nella sintesi chimica come precursore di altri prodotti chimici nella sintesi organica. Inoltre, come insetticida e fungicida, agisce distruggendo il sistema respiratorio di parassiti e agenti patogeni.
Il DMDS può essere sintetizzato attraverso diversi metodi, inclusa la reazione del metanolo con l'idrogeno solforato in presenza di un catalizzatore o la reazione del metanolo con lo zolfo.
Il DMDS ha un minore potenziale di riduzione dello strato di ozono e un ridotto impatto ambientale, pertanto contribuisce a una pratica agricola più sostenibile
Proprietà dell'agente solforante
Proprietà
DMDS
TBPS 454
DMS
% zolfo (peso)
68
54
52
Densità (libbre/gal)
8.9
9.0
7.11
Punto di congelamento (°C)
-85
-12.2
-98
Punto di ebollizione (°C)
109.4
N/A
37
Punto d'infiammabilità
59
217
-36
Pressione di vapore a 21°C (PSI)
-17.5
-17.7
-13.2
Temperatura di decomposizione* (°C)
200
250
482
Temperatura di autoaccensione (°C)
301
225
206
Viscosità a 21(°C) (mPa.s)
-17.4
-10.6
-17.6
*In presenza di H2 e catalizzatori
Tipica procedura di solforazione TBPS
Il processo di solforazione deve essere attentamente monitorato e controllato per ottenere un'attività dello zolfo ottimale. Di seguito è riportata una tipica procedura di solforazione per TBPS 454. Quando decomposto, TBPS 454 può formare zolfo elementare che forma polimeri solidi quando reagisce con olefine. I polimeri solidi possono formare residui nel letto del catalizzatore e nei tubi. Il rischio che ciò accada è molto maggiore a temperature inferiori a 500 F. Per ridurre la probabilità di formazione di polimeri, il punto di iniezione dovrebbe essere il più vicino possibile al letto catalitico.
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