Синергетические стратегии десульфуризации тяжелой нефти

Окисление серы в серосодержащих соединениях не только обеспечивает окислительный путь для удаления серы, но также дает продукт, который может более эффективно быть десульфуризирован в сочетании с другими технологиями. Было отмечено три конкретных примера синергизма:

(A) Использование окисления серы в качестве стадии предварительной обработки для БДС привело к лучшей десульфурации, чем только БДС. Окисление увеличивает полярность серосодержащих частиц, что изменяет поведение секционирования при контакте с водой. Растворимость окисленных видов серы в воде увеличивается по сравнению с неокисленной серой и углеводородными разновидностями. Это дает преимущества производительности и селективности для БДС. Один из метаболических путей для БДС также улучшается за счет предварительного окисления серы.

(B) Окисление серы увеличивает селективность для обессеривания при последующей термической обработке окисленного тяжелого масла.

(C) Окисление тиофеновой серы происходит легко. Тиофеновая сера активируется для окисления, и жидкофазное окисление может легко превращать виды серы, которые затруднены для адсорбции на каталитической поверхности. ОДС (например, окисление с последующей термической обработкой) может поэтому обессеривать виды, которые трудно удалить с помощью ГДС. Возможна синергия при объединении ГДС и OДС, то есть мягкой ГДС, для удаления тиолов и сульфидов и ОДС для удаления тиофеновых соединений.

Выводы

Были предложены различные методы десульфурации масел и потоков нефтеперерабатывающих заводов. Эти стратегии включают гидродесульфирование, экстракционную десульфуризацию, окислительную десульфуризацию, биодеструкцию, десульфирование на основе алкилирования, десульфуризацию на основе хлоринолиза и десульфирование с использованием сверхкритической воды. Несмотря на разнообразие методов, описанных в литературе, некоторые из стратегий являются жизнеспособными для обессеривания тяжелой нефти. Это происходит главным образом из-за свойств тяжелой нефти, таких как: высокое содержание серы, высокая вязкость, высокая температура кипения и огнеупорность соединений серы.

Следующие конкретные замечания были сделаны на основе обзора литературы по обессериванию и применимости различных стратегий десульфурации для тяжелой нефти:

1(1)

Природа обрастания, высокая вязкость и объемность молекул в тяжелом масле подрывают эффективность процессов, требующих использования твердого материала в качестве катализатора или адсорбента.

2(2)

Высокая кипения, высокая вязкость и сложность тяжелой нефти затрудняют использование стратегий разделения, которые основаны на селективном экстрагировании и дистилляции. Это справедливо даже в том случае, когда молекулы серы селективно преобразуются путем алкилирования, окисления или хлоринолиза перед разделением.

3(3)

Биодеструкция может привести к успешной десульфуризации, однако существуют технические препятствия, связанные с тугоплавкой природой молекул серы, которые должны быть метаболизированы, высокой вязкостью и сложностью тяжелой нефти. Требуются микроорганизмы с высокой степенью специфичности серы, а также способы преодоления транспортных ограничений.

4(4)

Селективная реактивная конверсия соединений серы, которая требует стехиометрического реагента, который нельзя поставлять по низкой стоимости и навалом, имеет мало шансов привести к экономически жизнеспособному процессу десульфирования. Тяжелое масло имеет высокое содержание серы, и количество реагента, необходимое для десульфурации, очень велико. Используется промышленный H2, который обычно получают из CH4 и H2O. Химикаты, которые более дорогие на молярной основе, вероятно, слишком дороги. Это исключает алкилирование, хлоринолиз и многие химические процессы окисления для десульфирования.

5(5)

Сверхкритическая вода сама по себе не приводит к обессериванию. Десульфуризация, которая сообщалась в связи с надкритической водой, может быть отнесена к другим формам десульфирования.

6(6)

Автоокисление (окисление воздухом в качестве окислителя) является жизнеспособной стратегией десульфуризации тяжелой нефти. Самоокисление само по себе приводит к незначительной десульфурации, и его следует использовать в сочетании со стадией удаления серы. Термическое разложение, по-видимому, является самой жизнеспособной стратегией обессеривания тяжелой нефти после окисления.

7(7)

Были отмечены синергетические комбинации, включающие окисление с помощью биодеструкции, термической обработки и гидродесульфуризации.