Hidrodesulfurisasi

May 15, 2019 | Author: Anisatul Azizah | Category: N/A
Share Embed Donate


Short Description

Download Hidrodesulfurisasi...

Description

Hidrodesulfurisasi (HDS) adalah katalitik proses kimia banyak digunakan untuk menghilangkan sulfur (S) dari gas alam dan dari produk minyak olahan seperti bensin , bahan bakar jet , minyak tanah , solar , dan minyak bakar . tujuan menghilangkan belerang ini adalah untuk mengurangi belerang dioksida (SO 2) emisi yang dihasilkan dari yang menggunakan bahan bakar di otomotif  kendaraan , pesawat , kereta api lokomotif  lokomotif ,, kapal , gas atau minyak bakar pembangkit listrik , perumahan dan industri tungku , dan bentuk lain dari bahan bakar pembakaran pembakaran.. Alasan lain penting untuk menghilangkan belerang dari nafta aliran dalam kilang minyak bumi adalah bahwa belerang, bahkan dalam konsentrasi yang sangat rendah, racun yang logam mulia katalis ( platinum dan renium ) dalam reformasi katalitik unit yang kemudian digunakan untuk meningkatkan nilai oktan dari aliran nafta. Proses hidrodesulfurisasi industri termasuk fasilitas untuk menangkap dan penghapusan yang dihasilkan hidrogen sulfida (H 2 S) gas. In petroleum refineries , the hydrogen sulfide gas is i s then subsequently converted into byproduct elemental sulfur or sulfuric acid. Dalam kilang minyak , gas hidrogen sulfida yang kemudian diubah menjadi belerang bele rang unsur sampingan atau asam sulfat. In fact, the vast majority of the 64,000,000 metric tons of sulfur produced worldwide in 2005 was byproduct sulfur from refineries and other hydrocarbon processing plants. [ 3 ] [ 4 ] Pada kenyataannya, sebagian besar dari 64.000.000 metrik ton belerang diproduksi di seluruh dunia pada tahun 2005 adalah produk sampingan sulfur dari kilang dan pengolahan hidrokarbon tanaman lainnya. Dalam unit hidrodesulfurisasi industri, seperti di kilang, reaksi hidrodesulfurisasi berlangsung di tempat tidur tetap reaktor di suhu suhu berkisar 300-400 ° C dan peningkatan tekanan berkisar 30-130 atmosfer tekanan absolut, biasanya dalam keberadaan dari katalis yang terdiri dari alumina dasar diresapi dengan kobalt dan molibdenum (biasanya disebut katalis Como). Occasionally a combination of  nickel and molybdenum (called NiMo) is used, in addition to the CoMo catalyst, for specific difficult-to-treat feed stocks such as those containing a high level of  chemically bound nitrogen. Kadang-kadang kombinasi dari nikel dan molibdenum (disebut NiMo) digunakan, selain katalis Como, untuk spesifik sulitto-treat saham pakan seperti yang mengandung tingkat tinggi nitrogen yang terikat secara kimia. Mekanisme proses Feed cair (di bagian kiri bawah dalam diagram) adalah dipompa sampai tekanan tinggi yang diperlukan dan bergabung dengan aliran kaya daur ulang gas hidrogen. Campuran cair-gas yang dihasilkan dipanaskan oleh mengalir melalui penukar panas . The preheated feed then flows through a fired heater where the feed mixture is totally vaporized and heated to the required elevated temperature before entering the reactor and flowing through a fixed-bed of  catalyst where the hydrodesulfurization reaction takes place. Feed dipanaskan kemudian mengalir melalui sebuah pemanas dipecat dimana campuran pakan benar-benar menguap dan dipanaskan dengan suhu tinggi diperlukan sebelum

memasuki reaktor dan mengalir melalui tempat tidur-tetap katalis mana reaksi hidrodesulfurisasi berlangsung.

Produk reaksi panas sebagian didinginkan dengan mengalirkan melalui penukar panas dimana umpan reaktor dipanaskan dan kemudian mengalir melalui sebuah penukar panas berpendingin air sebelum mengalir melalui pengontrol tekanan (PC) dan mengalami penurunan tekanan ke bawah sekitar 3 sampai 5 atmosfer. The resulting mixture of liquid and gas enters the gas separator vessel at about 35 °C and 3 to 5 atmospheres of absolute pressure. Campuran yang dihasilkan cair dan gas memasuki pemisah gas kapal di sekitar 35 ° C dan atmosfer 3 sampai 5 tekanan mutlak. Most of the hydrogen-rich gas from the gas separator vessel is recycle gas which is routed through an amine contactor for removal of the reaction product H 2 S that it contains. Sebagian besar kaya gas hidrogen dari kapal pemisah gas daur ulang gas yang disalurkan melalui kontaktor amina untuk menghilangkan produk reaksi H 2 S yang mengandung. The H 2 S-free hydrogen-rich gas is then recycled back for reuse in the reactor section. H 2-kaya gasbebas hidrogen S ini kemudian didaur ulang kembali untuk digunakan kembali di bagian reaktor. Any excess gas from the gas separator vessel joins the sour gas from the stripping of  the reaction product liquid. Setiap gas berlebih dari kapal pemisah gas bergabung dengan gas asam dari pengupasan cairan produk reaksi. The liquid from the gas separator vessel is routed through a reboiled stripper distillation tower. Cairan dari kapal pemisah gas diarahkan melalui reboiled stripper distilasi menara. The bottoms product from the stripper is the final desulfurized liquid product from hydrodesulfurization unit. Produk dasar dari stripper adalah produk cair akhir desulfurized dari unit hidrodesulfurisasi. The overhead sour gas from the stripper contains hydrogen, methane , ethane , hydrogen sulfide, propane and perhaps some butane and heavier components. Gas asam overhead dari stripper berisi hidrogen, metana , etana , hidrogen sulfida, propana dan mungkin beberapa butana dan komponen berat. That sour gas is sent to the refinery's central gas processing plant for removal of the hydrogen sulfide in the refinery's main amine gas treating unit and through a series of distillation towers for recovery of propane, butane and pentane or heavier  components. Bahwa gas asam akan dikirim ke pusat pengolahan gas Teman-pabrik  penyulingan untuk penghilangan sulfida hidrogen di kilang utama gas amina mengobati unit dan melalui serangkaian menara distilasi untuk pemulihan dari propana, butana dan pentana atau komponen yang lebih berat. The residual hydrogen, methane, ethane and some propane is used as refinery fuel gas. Sisa hidrogen, metana, etana dan propana beberapa digunakan sebagai bahan bakar gas kilang. The hydrogen sulfide removed and recovered by the amine gas treating unit is subsequently converted to elemental sulfur in a Claus process unit or to sulfuric acid in a wet sulfuric acid process or in the conventional Contact Process . Hidrogen sulfida dihapus dan dipulihkan oleh gas memperlakukan unit amina selanjutnya dikonversi menjadi belerang unsur dalam proses Claus unit atau untuk asam sulfat dalam proses asam sulfat basah atau dalam konvensional Proses Kontak . Note that the above description assumes that the HDS unit feed contains no olefins . Perhatikan bahwa uraian di atas mengasumsikan bahwa unit pakan HDS tidak mengandung olefin . If the feed does contain olefins (for example, the feed is a naphtha derived from a refinery fluid catalytic cracker (FCC) unit), then the overhead gas from the HDS stripper may also contain some ethene , propene , butenes and pentenes or heavier components. Jika pakan

yang tidak mengandung olefin (misalnya, pakan adalah nafta berasal dari kilang seorang cracker katalitik fluida (FCC) unit), maka gas overhead dari HDS stripper juga mungkin mengandung beberapa etena , propena , butenes dan pentenes atau komponen yang lebih berat . It should also be noted that the amine solution to and from the recycle gas contactor comes from and is returned to the refinery's main amine gas treating unit. Ini juga perlu dicatat bahwa solusi amina ke dan dari daur ulang kontaktor gas berasal dari dan kembali ke amina utama unit kilang gas mengobati.

Senyawa Sulfur dalam bahan baku kilang HDS HDS kilang ini bahan baku (nafta, minyak tanah, minyak diesel dan minyak berat) mengandung berbagai macam organik senyawa sulfur, termasuk tiol , thiophenes , organik  sulfida dan disulfides , dan banyak lainnya. These organic sulfur compounds are products of  the degradation of sulfur containing biological components, present during the natural formation of the fossil fuel , petroleum crude oil. Senyawa belerang organik adalah produk  dari degradasi komponen biologis yang mengandung belerang, hadir selama pembentukan alami dari bahan bakar fosil , minyak bumi minyak mentah. When the HDS process is used to desulfurize a refinery naphtha, it is necessary to remove the total sulfur down to the parts per million range or lower in order to prevent poisoning the noble metal catalysts in the subsequent catalytic reforming of the naphthas. Setelah proses HDS digunakan untuk desulfurize sebuah kilang nafta, perlu untuk menghapus total sulfur ke berbagai bagian per juta atau lebih rendah untuk mencegah keracunan katalis logam mulia di katalitik reformasi berikutnya dari naphthas. When the process is used for desulfurizing diesel oils, the latest environmental regulations in the United States and Europe, requiring what is referred to as ultra-low sulfur diesel  (ULSD), in turn requires that very deep hydrodesulfurization is needed. Ketika proses ini digunakan untuk desulfurizing minyak diesel, peraturan lingkungan hidup terbaru di Amerika Serikat dan Eropa, membutuhkan apa yang disebut sebagai rendah sulfur diesel-ultra (ULSD), pada gilirannya mensyaratkan bahwa jauh hidrodesulfurisasi sangat diperlukan. In the very early 2000s, the governmental regulatory limits for highway vehicle diesel was within the range of  300 to 500 ppm by weight of total sulfur. Pada tahun 2000-an sangat awal, batas peraturan pemerintah untuk kendaraan diesel jalan raya yang masih dalam batas 300 sampai 500 ppm dengan berat total sulfur. As of 2006, the total sulfur limit for highway diesel is in the range of 15 to 30 ppm by weight. [ 11 ] Pada 2006, batas sulfur total untuk diesel jalan raya berada dalam kisaran 15 sampai 30 ppm berat. [11] [ edit ] Thiophenes [ sunting ] Thiophenes

A family of substrates that are particularly common in petroleum are the aromatic sulfurcontaining heterocycles called thiophenes. Sebuah keluarga dari substrat yang sangat umum dalam minyak bumi adalah thiophenes aromatik yang mengandung sulfur heterocycles disebut. Many kinds of thiophenes occur in petroleum ranging from thiophene itself to more condensed derivatives called benzothiophenes and dibenzothiophenes . Thiophene itself and its alkyl derivatives are easier to hydrogenolyse, whereas dibenzothiophene, especially its 4,6-disubstituted derivatives, are considered the most challenging substrates. Banyak jenis

thiophenes terjadi pada minyak bumi mulai dari tiofena sendiri untuk turunan lebih kental disebut benzothiophenes dan dibenzothiophenes . tiofena sendiri dan turunannya alkil yang lebih mudah untuk hydrogenolyse, sedangkan dibenzothiophene, terutama 4,6 nya-derivatif  disubstitusi, dianggap sebagai substrat yang paling menantang. Benzothiophenes are midway between the simple thiophenes and dibenzothiophenes in their susceptibility to HDS. Benzothiophenes adalah tengah antara thiophenes sederhana dan dibenzothiophenes dalam kepekaannya terhadap HDS.

[ edit ] Catalysts and mechanisms [ sunting ] Katalis dan mekanisme The main HDS catalysts are based on MoS 2 together with smaller amounts of other metals. [ 12 ] The nature of the sites of catalytic activity remains an active area of investigation, but it is generally assumed basal planes of the MoS 2 structure are not relevant to catalysis, rather the edges or rims of these sheet. [ 13 ] At the edges of the MoS 2 crystallites, the molybdenum centre can stabilize a coordinatively unsaturated site (CUS), also known as an anion vacancy. The HDS utama katalis berdasarkan MOS 2 bersama-sama dengan jumlah yang lebih kecil logam lainnya. [12] Sifat dari situs aktivitas katalitik tetap merupakan area aktif penyidikan, tetapi umumnya dianggap bidang basal dari struktur 2 MOS tidak relevan untuk katalisis, agak pinggiran atau pinggiran lembaran ini. [13] Pada tepi kristalit MOS 2, pusat molybdenum dapat menstabilkan sebuah situs tidak jenuh koordinatif (cus), juga dikenal sebagai kekosongan anion. Substrates, such as thiophene, bind to this site and undergo a series a reactions that result in both CS scission and C=C hydrogenation. Substrat, seperti tiofena, mengikat ke situs ini dan menjalani serangkaian sebuah reaksi yang mengakibatkan kedua pemotongan CS dan C = hidrogenasi C. Thus, the hydrogen serves multiple roles - generation of anion vacancy by removal of sulfide, hydrogenation, and hydrogenolysis. Dengan demikian, hidrogen melayani peran ganda - generasi lowongan anion dengan penghilangan sulfida, hidrogenasi, dan hydrogenolysis. A simplified diagram for the cycle is shown: Sebuah diagram yang disederhanakan untuk siklus ditampilkan:

Simplified diagram of a HDS cycle for thiophene Sederhana diagram siklus HDS untuk tiofena

[ edit ] Catalysts [ sunting ] Katalis

Most metals catalyse HDS, but it is those at the middle of the transition metal series that are most active. Ruthenium disulfide appears to be the single most active catalyst, but binary combinations of cobalt and molybdenum are also highly active. [ 14 ] Aside from the basic cobalt-modified MoS 2 catalyst, nickel and tungsten are also used, depending on the nature of  the feed. Kebanyakan logam mengkatalisis HDS, tetapi orang-orang di tengah-tengah seri logam transisi yang paling aktif. disulfida Rutenium tampaknya menjadi yang paling aktif  katalis tunggal, namun kombinasi biner dari kobalt dan molibdenum juga sangat aktif. [14] Selain dari yang kobalt dasar-diubah Mos 2 katalis, nikel dan tungsten juga digunakan, tergantung pada sifat feed. For example, Ni-W catalysts are more effective for  hydrodenitrification (HDN). Misalnya, Ni-W katalis lebih efektif untuk hydrodenitrification (HDN). [ edit ] Supports [ sunting ] Mendukung

Metal sulfides are "supported" on materials with high surface areas. sulfida logam "didukung" pada bahan dengan daerah permukaan yang tinggi. A typical support for HDS catalyst is γ- alumina . Sebuah dukungan khas untuk katalis HDS adalah γ- alumina . The support allows the more expensive catalyst to be more widely distributed, giving rise to a larger fraction of the MoS 2 that is catalytically active. Dukungan ini memungkinkan lebih mahal katalis lebih luas, sehingga menimbulkan suatu fraksi yang lebih besar dari MOS 2 yaitu katalis aktif. The interaction between the support and the catalyst is an area of intense interest, since the support is often not fully inert but participates in the catalysis. Interaksi antara dukungan dan katalis merupakan area of interest intens, karena dukungan ini sering tidak sepenuhnya diam, tetapi berpartisipasi dalam katalisis tersebut.

[ edit ] Other uses [ sunting ] Kegunaan lain The basic hydrogenolysis reaction has a number of uses other than hydrodesulfurization. Reaksi hydrogenolysis dasar memiliki sejumlah kegunaan lain dari hidrodesulfurisasi. [ edit ] Hydrodenitrogenation [ sunting ] Hydrodenitrogenation

The hydrogenolysis reaction is also used to reduce the nitrogen content of a petroleum stream in a process referred to as hydrodenitrogenation (HDN). Reaksi hydrogenolysis juga digunakan untuk mengurangi kandungan nitrogen dari aliran minyak dalam suatu proses yang disebut sebagai hydrodenitrogenation (HDN). The process flow is the same as that for an HDS unit. Aliran proses adalah sama dengan unit HDS. Using pyridine (C 5 H 5 N), a nitrogen compound present in some petroleum fractionation products, as an example, the hydrodenitrogenation reaction has been postulated as occurring in three steps: [ 15 ] [ 16 ] Dengan menggunakan piridin (C 5 H 5 N), suatu senyawa nitrogen hadir  dalam beberapa fraksinasi produk minyak bumi, sebagai contoh, reaksi hydrodenitrogenation telah didalilkan sebagai terjadi dalam tiga langkah: [15] [16] Pyridine + Hydrogen Piridin +

→ →

Piperdine + Hydrogen Piperdine +

→ →

Amylamine + Hydrogen Amylamine +

→ →

Pentane + Ammonia Pentana +

Hidrogen C C

H H

5 5

Hidrogen

Hidrogen

Amonia

N + 5H 2 → C 5 H 11 N + 2H 2 → C 5 H 11 NH 2 + H 2 → C 5 H 12 + NH 3 N + 5H 2 → C 5 H 11 N + 2H 2 → C 5 H 11 NH 2 + H 2 → C 5 H 12 + NH 3

5 5

and the overall reaction may be simply expressed as: dan reaksi keseluruhan mungkin hanya dinyatakan sebagai: Pyridine + Hydrogen Piridin + Pentane + Ammonia Pentana + →→ Hidrogen Amonia C

5

H

5

N + 5H

2

C

5

H

5

N + 5H

→→ C

5

H

12

+ NH

3

C

5

H

12

+ NH

3

2

Many HDS units for desulfurizing naphthas within petroleum refineries are actually simultaneously denitrogenating to some extent as well. Banyak HDS unit untuk desulfurizing naphthas dalam kilang minyak bumi sebenarnya secara simultan denitrogenating sampai batas tertentu juga. [ edit ] Saturation of olefins [ sunting ] Saturasi dari olefin

The hydrogenolysis reaction may also be used to saturate or convert olefins ( alkenes ) into paraffins ( alkanes ). Reaksi hydrogenolysis juga dapat digunakan untuk  jenuh atau mengkonversi olefin ( alkena ) ke dalam parafin ( alkana ). The process used is the same as for an HDS unit. Proses yang digunakan adalah sama dengan unit HDS. As an example, the saturation of the olefin, pentene, can be simply expressed as: Sebagai contoh, kejenuhan pentene, olefin, bisa dengan sederhana dinyatakan sebagai: Pentene + Hydrogen Pentene + →→ Hidrogen C

5

H

10

+H

2

C

5

H

10

+H

2

→→

Pentane Pentana C

5

H

12

C

5

H

12

Some hydrogenolysis units within a petroleum refinery or a petrochemical plant may be used solely for the saturation of olefins or they may be used for simultaneously desulfurizing as well as denitrogenating and saturating olefins to some extent. unit hydrogenolysis Beberapa kilang minyak dalam atau pabrik petrokimia dapat digunakan semata-mata untuk saturasi dari olefin atau mereka dapat digunakan untuk bersamaan desulfurizing serta denitrogenating dan menjenuhkan olefin sampai batas tertentu. [ edit ] Hydrogenation in the food industry [ sunting ] Hidrogenasi dalam industri makanan Further information: Hydrogenation , Wilhelm Normann , and Trans fat Informasi lebih lanjut: Hidrogenasi , Wilhelm Normann , dan Trans lemak

The food industry uses hydrogenation to completely or partially saturate the unsaturated fatty acids in liquid vegetable fats and oils to convert them into solid or semi-solid fats, such as those in margarine and shortening . Industri makanan menggunakan hidrogenasi untuk  sepenuhnya atau sebagian menjenuhkan itu tidak jenuh asam lemak dalam cairan lemak, dan minyak untuk mengubahnya menjadi, atau setengah padat lemak kuat, misalnya di margarine , dan shortening .

View more...

Comments

Copyright ©2017 KUPDF Inc.
SUPPORT KUPDF