بارگیری و نگهداری گوگرد در بندر شهید رجایی بندر عباس

بارگیری گوگرد در اسکله شهید رجایی بندر عباس

بارگیری و نگهداری گوگرد در بندر شهید رجایی بندر عباس

گوگرد یکی از مهمترین عناصر مواد خام صنعتی می‌باشد که برای صنایع مختلف اهمیت بسزایی دارد. حین حمل و نقل و نگهداشت گوگرد همواره خطر آلودگی و آتش سوزی حاصل از پراکندگی ذرات گوگرد و عدم رعایت اصول ایمنی در فرایند تخلیه تا بارگیری وجود دارد. اگر در مورد آلودگی تمهیدات پیشگیرانه انجام نشود، پیامدهایی برای مجتمع بندری شهید رجایی و خطرات بسیاری برای سلامتی کارکنان و محیط زیست بدنبال خواهد داشت. در اینجا بر ان هستیم تا به بررسی ملاحظات، چالش‌های حمل و نقل و نگهداری گوگرد در بندر شهید رجایی پرداخته و راهکاری مناسب بیان نماید.

مجتمع بندری شهیدرجایی یکی از درگاه‌های راهبردی تجارت و اقتصاد جمهوری اسلامی ایران به شمار می‌آید و بخش قابل توجهی از حجم واردات، صادرات، ترانزیت و ترانشیپ کشور در مسیر انتقال از مبادی به مقاصد خود از این بندر گذر می‌نمایند. یکی از محصولات مهم پتروشیمی که از بندر شهید رجایی صادرات می‌شود گوگرد است. این فرآورده شیمیایی دارای کاربردهای زیادی در ساخت ترکیبات شیمیایی و به عنوان یک محصول فرایندی در چرخه صنعت به شمار می‌رود؛ اما اگر در فرایند نقل و انتقال، تخلیه و بارگیری و انبارداری تمهیدات ایمنی بکار گرفته نشود. مخاطرات بالقوه این مواد می‌تواند برای انسان، جامعه و محیط زیست تبدیل به یک دغدغه گردد. بدیهی است که آلاینده‌هایی نظیر دی اکسید گوگرد، سولفید هیدروژن و… تهدید جدی برای محیط زیست محسوب می‌گردند و اثرات سوء بر سلامت انسان و جانداران به جا می‌گذارند. لذا توجه به ملاحظات ایمنی، ‌بهداشت و محیط زیست به منظور ارتقاء‌ کیفیت حمل و نقل و نگهداشت گوگرد از اهمیت بسزایی برخوردار است.

گوگرد جامد، تحت مقرارت IMDG CODE  از مجموعه استانداردهای IMO  بعنوان جامد قابل اشتغال و در کلاس ۴٫۱ این استاندارد طبقه بندی شده است و به همین منظور باید تحت تمهیدات اکید ایمنی، حمل و نقل و انبارداری شود. کلاس ۴٫۱ مربوط به مواد قابل اشتعال جامد نظیر منیزیم، پودر آلومینیم یا پودر سایر فلزات، گوگرد جامد و زغال چوب می باشد.

رفتار گوگرد

گوگرد عنصری، نافلز، بی بو، بی مزه و چند ظرفیتی است که بیشتر به شکل کریستال‌های زرد رنگ و یا مایع کهربایی مایل به زرد که در کانی‌های سولفید و سولفات به دست می‌آید شناخته شده است. گوگرد یک عنصر معدنی با اهمیت است که برای حیات موجودات زنده بسیار ضروری است]۶[، گوگرد و گرد گوگرد آتشگیر بوده و در صورت سوختن گاز دی اکسید گوگرد تولید می‌نمایند. توده گوگرد جامد با سرعت متوسط می‌سوزد در حالی که سوختن غبار گوگرد با انفجار همراه است. عواملی مانند اصطکاک، الکتریسیته ساکن، حرارت، جرقه یا شعله به اشتعال گوگرد کمک می‌نمایند. گوگرد در حرارت حدود  oC 140 به صورت مذاب با بوی خاص تخم مرغ گندیده می‌باشد که در اثر تماس ایجاد سوختگی می‌نماید. قرار گرفتن در معرض گوگرد منجر به ایجاد حساسیت در چشم، پوست و دستگاه تنفسی می‌گردد.

شناسایی ملاحظات ایمنی، چالش‌ حمل و نقل و نگهداشت گوگرد در مجتمع بندری شهید رجایی

 

گوگرد یکی از مهمترین عناصر مواد خام صنعتی می‌باشد که برای صنایع مختلف اهمیت بسزایی دارد. حین حمل و نقل و نگهداشت گوگرد همواره خطر آلودگی و آتش سوزی حاصل از پراکندگی ذرات گوگرد و عدم رعایت اصول ایمنی در فرایند تخلیه تا بارگیری وجود دارد. اگر در مورد آلودگی تمهیدات پیشگیرانه انجام نشود، پیامدهایی برای مجتمع بندری شهید رجایی و خطرات بسیاری برای سلامتی کارکنان و محیط زیست بدنبال خواهد داشت. این مقاله بر آن است تا به بررسی ملاحظات، چالش‌های حمل و نقل و نگهداری گوگرد در بندر شهید رجایی پرداخته و راهکاری مناسب بیان نماید.

مقدمه

مجتمع بندری شهیدرجایی یکی از درگاه‌های راهبردی تجارت و اقتصاد جمهوری اسلامی ایران به شمار می‌آید و بخش قابل توجهی از حجم واردات، صادرات، ترانزیت و ترانشیپ کشور در مسیر انتقال از مبادی به مقاصد خود از این بندر گذر می‌نمایند. یکی از محصولات مهم پتروشیمی که از بندر شهید رجایی صادرات می‌شود گوگرد است. این فرآورده شیمیایی دارای کاربردهای زیادی در ساخت ترکیبات شیمیایی و به عنوان یک محصول فرایندی در چرخه صنعت به شمار می‌رود؛ اما اگر در فرایند نقل و انتقال، تخلیه و بارگیری و انبارداری تمهیدات ایمنی بکار گرفته نشود. مخاطرات بالقوه این مواد می‌تواند برای انسان، جامعه و محیط زیست تبدیل به یک دغدغه گردد. بدیهی است که آلاینده‌هایی نظیر دی اکسید گوگرد، سولفید هیدروژن و… تهدید جدی برای محیط زیست محسوب می‌گردند و اثرات سوء بر سلامت انسان و جانداران به جا می‌گذارند. لذا توجه به ملاحظات ایمنی، ‌بهداشت و محیط زیست به منظور ارتقاء‌ کیفیت حمل و نقل و نگهداشت گوگرد از اهمیت بسزایی برخوردار است.

گوگرد جامد، تحت مقرارت IMDG CODE  از مجموعه استانداردهای IMO  بعنوان جامد قابل اشتغال و در کلاس ۴٫۱ این استاندارد طبقه بندی شده است و به همین منظور باید تحت تمهیدات اکید ایمنی، حمل و نقل و انبارداری شود. کلاس ۴٫۱ مربوط به مواد قابل اشتعال جامد نظیر منیزیم، پودر آلومینیم یا پودر سایر فلزات، گوگرد جامد و زغال چوب می باشد.

 

 

ملاحظات اضطراری

  • استنشاق

تماس کوتاه مدت: استنشاق مقادیر زیاد از هر نوع گرد و غبار، می‌تواند بر شفافیت و عملکرد ریه اثر بگذارد. دادهای موجود حاکی از این است که این ماده مضر نبوده ولی تا حدودی حساسیت زا می‌باشد. در مورد گوگرد مذاب گاز هیدروژن سولفاید متصاعد می‌گردد که در غلظت بالای۱۵۰ ppm  به کمک حس بویایی قابل تشخیص نیست. در صورت استنشاق کشنده است، از طریق تأثیر بر عملکرد سیستم اعصاب مرکزی باعث نقص و از کار افتادگی سیستم تنفس می‌گردد. از آثار قرار داشتن در معرض مقادیر زیاد از این ماده می‌توان به سر درد، سر گیجه، پریشانی، درد قفسه سینه، از بین رفتن حس بویایی و هوشیاری و در نهایت مرگ اشاره نمود. احتمال تورم غشاء مخاطی بینی، التهاب گلو، برونشیت، سینه پهلو، تورم ریه و سرانجام سیانوز نیز وجود دارد.

  • محصول حاوی هیدروژن سولفید می‌باشد که گازی شدیداً سمی و آتشگیر بوده و در صورت استنشاق غلظت‌های خاص، منجر به مرگ می‌گردد. در چشم، پوست و دستگاه تنفس ایجاد حساسیت می‌نماید. لذا از تماس با رطوبت و بخار آن جلوگیری گردد.کنترل تماس

ملاحظات ویژه: اصول مربوط به کار ایمن حتماً رعایت گردد. باید توجه داشت که گوگرد از راه پوست نیز جذب شده و این امر منجر به افزایش میزان تماس با این ماده می‌گردد. کنترل‌های مهندسی یکی از راه‌های مؤثر در کاهش میزان تماس می‌باشد .

وسایل حفاظت فردی

روش‌های کنترل در محیط کار بهتر از وسایل حفاظت فردی می باشند، اما در مواقع خاص استفاده از وسایل حفاظت فردی لازم می‌باشد. قوانین OSHA 1910.132 کارفرمایان را ملزم به تعیین و تهیه این وسایل متناسب با خطر موجود و نیز آموزش پرسنل برای نحوه و زمان استفاده از این وسایل می‌نماید.

محافظت از چشم: عینک ایمنی حفاظ دار

محافظت از بدن: روپوش آزمایشگاهی

محافظت از دستگاه تنفس : NIOSH برای غلظت بالاتر از  ۱۰۰ ppm سولفید هیدروژن ماسک‌های از نوع هوا رسان را توصیه می‌نماید.

پوشش دست‌ها: دستکش از جنس نئوپرن، پلی وینیل کلراید، وینیل و یا پلاستیک

پوشش پاها: کفش‌های صنعتی

مواد ناسازگار

جدا از کلرات‌ها، نیترات‌ها و سایر اکسید کننده‌ها نگهداری شود. در محیط مرطوب در ظروف استیل خوردگی ایجاد می‌نماید. با ذرات ریز فلزی، فلزات قلیایی و اسیدهای معدنی سریعاً واکنش می‌دهد.

توصیه‌ها و شرایط اطفاء حریق

 

در بالاتر از دمای اشتعال و در حضور جرقه، در محیط باز خطر آتش و در محیط بسته خطر انفجار وجود دارد. از پودر خشک مواد شیمیایی، گاز دی اکسید کربن و شن و ماسه برای خاموش نمودن آتش استفاده گردد. استفاده از آب برای اطفاء حریق ناشی از گوگرد مذاب، به دلیل بالاتر بودن دمای آن از دمای جوش آب، خطرناک می‌باشد. آب سریعاً به بخار تبدیل شده و مقدار زیاد آب باعث پخش گوگرد به فرم قابل انفجار می‌گردد. از آب فقط به منظور خنک نمودن محیط استفاده شده و از تماس آن با گوگرد مذاب اجتناب گردد. در مورد گوگرد پودر استفاده از آب مانعی ندارد. می‌توان از آب برای دور نمودن مواد پخش شده از منبع آتش استفاده نمود، در اینصورت آب استفاده شده به فاضلاب‌های عمومی وارد نشود.

آتشسوزی و آلودگی گوگرد در بندر شهید رجایی

 

در ادامه، مطالعات انجام شده بر روی ۵۵ فقره حریق گوگرد، عمده ترین علل حوادث آتش سوزی و آلودگی گوگرد در بندر شهید رجایی تحلیل می‌گردد:

  1. اصطکاک ایجاد شده بر اثر مانور قطار روی ریل باعث می‌شود جرقه‌هایی بر روی ریل راه‌آهن تولید و اصابت جرقه به ریزش‌های سطحی روی ریل باعث ایجاد حریق می‌گردد.
  2. رسوب و نگهداشت طولانی مدت گوگرد در معرض آفتاب و عدم مراقبت موجب از بین رفتن کیسه‌ها و منجر به آلودگی زیست محیطی می‌گردد.
  3. انداختن آتش ته سیگار توسط کارگران، لوکوموتیوران و یا رانندگان در حمل و نقل و محوطه‌های نگهداری گوگرد، در بروز حوادث آتش‌سوزی گوگرد نقش داشته است.
  4. گرمای زیاد فصل تابستان در بندرعباس و بندر شهید رجایی نیز از عوامل تاثیر گزار در حریق گوگرد در بندر شهید رجایی می‌باشد.
  5. استفاده از نیروی کارگر آموزش ‌ندیده که با مسائل خاص ایمنی حمل و نقل و نگهداری گوگرد آشنایی ندارند، باعث بروز حوادث آتش سوزی شده است.
  6. عدم در نظر گیری یک محوطه اختصاصی مناسب، مجهز به تجهیزات اطفایی، مسقف و ایمن جهت نگهداری گوگرد عاملی دیگر در بروز آلودگی و آتش سوزی گوگرد در بندر شهید رجایی است.
  7. مشاهده ریزش در سطح اسکله‌ها که بعضا منجر به آتش سوزی نیز شده است. محصول تجزیه این عنصر اکسیدهای گوگرد می‌باشند که در صورت ورود به پیکره‌های آبی به دلیل تولید اسید سولفوریک برای محیط زیست دریایی تهدید محسوب می‌گردد.
  8. پارگی کیسه‌های حامل گوگرد (Jumbo Bag) و ریزش در محل تخلیه و بارگیری گوگرد از عوامل بسیار تاثیر گذار در حریق گوگرد می‌باشد بطوری که در شش ماهه اول سال ۱۳۹۵ بالغ بر ۵۵ فقره آتش سوزی گوگرد در محوطه‌های بندری گزارش شده است، که بیشترین فراوانی مربوط به ایستگاه‌های تخلیه و بارگیری، ریل‌های آهن و محل نگهداشت گوگرد می‌باشد.

موارد مهم ایمنی جهت تخلیه و بارگیری گوگرد

هرگونه فرآیندی که عملیات حمل و نقل و یا ذخیره سازی گوگرد را برای انتقال یا حمل با کشتی به انجام رساند بایستی موارد زیر را در نظر بگیرد.

  1. کاربر نبایستی اجازه دهد تا گرد و غبار گوگرد در محل کار پخش شود. پخش گرد و غبار نبایستی به حدی باشد که مطابق استاندارد EPA مه حاصل از آن بیش از۱۰ % شفافیت هوا را کاهش دهد.
  2. کاربر بایستی تمامی توده‌های گوگرد را در انبارهای سر پوشیده نگاه دارد:

الف) داخل انبار سر پوشیده بایستی یک سیستم مرطوب کننده یا سیستم کنترل کننده آلودگی هوا برای جلوگیری از پراکنده شدن گرد و غبار گوگرد تعبیه گردد.

ب) درگاه‌های ورودی انبار بایستی از پوشش مناسب برخوردار بوده به طوری که از خروج گرد و غبار و یا ورود آن جلوگیری نماید. این درگاه‌ها بایستی همواره بسته بوده مگر در موارد تخلیه، بارگیری و یا ورود کارکنان جهت کنترل وضعیت انبار.

  1. تنها بایستی از سیستم‌های حمل و نقل تخلیه و بارگیری سرپوشیده برای انتقال گوگرد از انبار به کشتی و بالعکس استفاده نمود.
  2. استفاده از سیستم حمل و نقل ریلی تنها در صورتی مجاز است که اولاً بصورت سرپوشیده باشند و ثانیاً مجهز به سیستم مرطوب کننده و یا کنترل آلودگی هوا باشند.
  3. کل ناحیه ذخیره سازی، جاده‌ها و نواحی که خودروهای حامل گوگرد در آنها تردد می‌کنند. بایستی کاملاً آسفالت یا سنگفرش گردد.
  4. نظافت محوطه بایستی هر بار پس از تخلیه و بارگیری صورت پذیرد.
  5. بارگیری از انبار و یا تخلیه در کامیون و یا کشتی بایستی بصورت تلسکوپی انجام شود. سیستم تخلیه بایستی حداقل ۵/۱ متر (۵ فوت) پایینتر از سطح دریچه انبار کشتی باشد. همچنین برای تخلیه بایستی حداقل ۵/۱ متر (۵ فوت) بالاتر از توده گوگرد ریخته شده پس از بارگیری کاملاً پوشیده شود. شکل۳ فاصله تخلیه در انبار کشتی را نشان می دهد.
  6. نبایستی از کامیون هایی استفاده شود که مخزن بارگیری آنها خیس یا مرطوب با مایعات مختلف باشد. در صورت بروز این مسئله حداقل یک ساعت قبل از بارگیری بایستی کاملاً مخزن بارگیری کامیون با آب شسته و تمیز شود.
  7. استفاده از انبار سرپوشیده گوگرد در محوطه بندری
  8. استفاده از برج پرکن متحرک به منظور کاهش ضایعات و یا پسماند گوگرد در هنگام بارگیری به کشتی
  9. استفاده از سیستم تسمه نقاله سرپوشیده به منظور انتقال گوگرد از انبار به برج پرکن.

 

مزایای استفاده از سیستم‌های ریلی قطاعی و برج پرکن :

  • افزایش بسیار زیاد نرم عملیاتی
  • جلوگیری از آلودگی های زیست محیطی
  • کاهش حوادث آتش سوزی در فرایند تخلیه و بارگیری
  • هدر رفت بسیار کم محصول (کاهش ضایعات و یا پسماند گوگرد در هنگام تخلیه و بارگیری.

 

ارائه راهکار انبارداری و حمل و نقل
  • انبارداریگوگرد جامد در محیط خنک ترجیحاً کمتر از ۳۰oC و با تهویه مناسب نگهداری شود و از ایمنی وسایل و کلیدهای برق اطمینان حاصل نمایید. از نور مستقیم خورشید محافظت شده و به طور دوره‌ای از لحاظ ایمنی مورد بررسی قرار گیرد. حضور هیدروکربن‌ها منجر به تولید گاز سولفید هیدروژن آتشگیر می‌گردد. به منظور کاهش خطر جرقه از وسایل غیر آهنی استفاده شود.

آموزش افراد،‌ به ویژه پرسنل شاغل در محیط‌های ذیربط، به منظور آگاهی آن‌ها از خطرات و تهدیدات احتمالی در واحد‌های نگهداری گوگرد، ‌آشنایی با ملاحظات ایمنی،‌ نحوه کاهش و یا حذف ضایعات سمی و خطرناک و اقدامات لازم در موقع بروز حوادث لازم و ضروری می‌باشد.

  • حمل و نقلیکی از مهمترین عوامل در حمل و نقل گوگرد بسته بندی مناسب و دارای استحکام جهت جوگیری از ریزش در سطح، ریل آهن و محل نگهداری می‌باشد. که در این خصوص استفاده از کیسه‌های ‌مناسب و رعایت در عملیات تخلیه و بارگیری همچنین قرار ندادن در معرض نور مستقیم خورشید می‌تواند مقدار قابل توجهی از ریزش گوگرد کاسته شود.

 

 

تاثیر گوگرد و کاربرد آن در خشک کردن میوه

تاثیر گوگرد و کاربرد آن در خشک کردن میوه

گوگرد به شکل دی اکسید به عنوان آنتی اکسیدان در برخی از میوه های خشک برای محافظت از رنگ و طعم آنها استفاده می شود. به عنوان مثال ، در کشمش ، هلو ، سیب و زردآلو خشک از دی اکسید گوگرد استفاده می شود تا از واکنش های قهوه ای کننده که رنگ و طعم میوه ها را تغییر می دهد ، جلوگیری کند.

گوگردزدایی فرآورده های نفتی در صنعت پتروشیمی

گوگردزدایی فرآورده های نفتی در صنعت پتروشیمی

 گوگردزدایی فرآورده های نفتی در صنعت پتروشیمی

چرا سولفورزدایی یا گوگردزدایی فرآورده های نفتی اهمیت دارد؟

سولفور و عنصر گوگرد موجود در بنزين و گازوئيل هنگام احتراق در موتور خودروها مثل بنزين و گازوئيل مي سوزد به SO2 (دي اكسيد گوگرد) كه يكي از آلاينده هاي مهم هوا است تبديل مي شود. آزادسازی گوگرد موجود در فراورده های نفتی و روغنی در هوا منجر به بروز بحران های جدی برای محیط زیست می شود.  علاوه بر این، اثرات جانبی فراوانی نیز برای سلامت انسان و سایر موجودات زنده به دنبال دارد. عوارضی از قبیل خارش گلو و سوزش چشم و خواص اسيدي آن براي موجودات زنده از پیامدهای آشکار آن می باشد. آلودگی هوا، باران های اسیدی، ایجاد اثرات گلخانه ای و سایر بحران های زیست محیطی در ابعاد جهانی، ناشی از وجود آلاینده هایی از قبیل گوگرد و سولفور در فرآورده های نفتی و صنایع پتروشیمی می باشد. در این مقاله تلاش می کنیم راهکارهای سولفورزدایی یا گوگردزدایی فرآورده های نفتی را با تاکید بر نقش سولفورین مورد بررسی قرار دهیم. سولفورین یکی از کارآمدترین کاتالیزگرهایی است که در زمینه سولفورزدایی یا گوگردزدایی فرآورده های نفتی با روش ODS در سطوح بین المللی استفاده می شود. از آن جایی که به گاز یا فرآورده های نفتی، که دارای سولفور یا گوگرد زیادی هستند نفت یا گاز ترش گفته می شود، جالب است بدانید در  فرایند های نفتی به سولفورزدایی، شیرین سازی نفت و گاز هم اطلاق می شود. لزوم مطابقت محصولات تولیدی نهایی در صنعت پتروشیمی، باعث شده که شیرین سازی و سولفورزدایی میعانات گازی و نفتا تبدیل به یکی از نیازهای صنایع فعال در این زمینه گردد.

سولفورزدایی یا گوگردزدایی چیست؟

به منظور پالایش نفت خام به محصولات نهایی به گوگردزدایی نیاز است. اغلب پالایشگاه ها درصدد تولید سوخت بدون گوگرد هستند. گوگرد در مرکاپتان ها، تیوفن ها، بنزوتیوفن ها، دی بنزوتیوفن ها و SOx حاصل از سوخت وجود دارد. گوگرد عامل باران های اسیدی و آلودی هوا می باشد.  در  فرآیند گوگردزدایی از سوخت در پالایشگاه ها از کاتالیست استفاده می شود، ترکیباتی که در بالا ذکر شدند باعث خردگی و غیر فعال شدن کاتالیست ها می شوند. بنابراین جهت تولید سوخت سبز و رسیدن به مقدار گوگرد بین 10PPM الی 15PPM، می بایست ترکیبات گوگرد دار جداسازی شوند.

 

انواع روش های سولفورزدایی یا گوگردزدایی فرآورده های نفتی:

طی سالهای گذشته روش های زیادی جهت حذف ترکیبات گوگردی از ترکیبات نفتی گزارش شده است. از جمله این روش ها گوگردزدایی هیدروژنی (HDS)، سولفورزدایی زیستی (BDS)، فرآیند جذب، گوگردزدایی از طریق اکسیداسیون(ODS) و … می باشند.

1- هیدرو گوگرد زدایی (HDS)

در فرآیند گوگردزدایی هیدروژنی از کاتالیست های فلزی مانند نیکل، کبالت و مولیبدن در دمای ˚C 400   و گاز هیدروژن در فشار  atm100 استفاده می شود. از این روش جهت حذف ترکیبات آلیفاتیک (aliphatic) و آسیکلیک (acyclic) استفاده می شود.

فرآیند گوگردزدایی هیدروژنی شامل تجهیزاتی جهت به دام انداختن و حذف گاز هیدروژن سولفید است. در فرآیند های نفتی این گاز به مولکول گوگرد یا سولفوریک اسید تبدیل می شود.

 

این فرآیند علاوه براینکه برای حذف مولکول های بزرگ گوگرد کاربرد ندارد، هزینه و انرژِی زیادی صرف می کند به همین دلیل روش های دیگر جایگزین آن شدند. سولفورزدایی اکسایشی، سولفورزدایی از طریق استخراج، سولفورزدایی زیستی و سولفورزدایی جذبی روش های جایگزین هستند.

2- گوگردزدایی اکسیداتیو (ODS)

با استفاده از عامل اکسید کننده مناسب و در ادامه استخراج مایع-مایع، گوگردزدایی به روش اکسیداسیون انجام می شود. برخی از این مواد شامل اسیدهای آلی، هیدروپراکسیدها، نیتروژن اکساید، نمک های پراکسی و ازون می باشد.

این فرآیند شامل دو مرحله واکنش است. ۱: در حضور اکسید کننده ابتدا سولفور دو ظرفیتی به سولفون شش ظرفیتی تبدیل می شود. مواد میانی ترکیبات سولفوکساید می باشد.در شرایط مناسب ( وجود اکسید کننده اضافی)، سولفون ها بوجود می آیند و سولفوکساید شناسایی نمی شود. بنابراین مرحله خالص سازی انجام می شود و سولفور اکسید شده جداسازی می شود.

سولفورزدایی فرآورده های نفتی (ODS)

 

در طول فرآیند، اکسیژن از عامل اکسید کننده به اتم سولفور منتقل می شود و سولفوکسیدها یا سولفون ها تولید می شوند. بنابراین قطبیت نسبی آن ها نسبت به سایر هیدروکربن ها افزایش می یابد. سولفور اکسید شده توسط حلال های قطبی مانند متانول، نرمال متیل پیرولیدین(NMP)، دی متیل فرمامید(DMF) یا استونیتریل(AcN) جداسازی می شود.

مزایای این روش راکتور های کوچک، هزینه عملیاتی پایین، قابل بازیافت بودن حلال و سولفورهای اکسید شده می باشد. اگرچه، گزینش پذیری پایین حلال، نرخ پایین احیای کاتالیست و زمان کم واکنش از جمله مشکلات این روش می باشد.

3- گوگرد زدایی استخراج کننده (EDS)

در روش گوگردزدایی استخراجی، سوخت وارد تانک اختلاط می شود و با حلال مناسب اختلاط پیدا می کند. حلال های متداول در این روش متانول، استون، پلی اتیلن گلایکول، AcN، DMF یا دی متیل سولفواکساید می باشند. مانند مرحله دوم روش ODS، ترکیبات گوگردی حل می شوند و در مرحله بعد از طریق تقطیر جداسازی می شوند و حلال بازیابی می شود.

4- گوگرد زدایی جاذب (ADS)

در سولفورزدایی جذبی (ADS) از فلز یا مجموعه ای از فلزات (MOFs) و مواد ارگانیک جهت ایجاد ارتباط بین فلزات استفاده می شود. ظرفیت جذب و انتخاب پذیر بودن آن به فلزات و موارد ارگانیکی بستگی دارد که این غشاهای جاذب از آن ها تشکیل شده اند.

MOFs متداول برای ADS شامل: MIL-101، HKUST-1، NENU-511 و UMCM می باشند.

آهن، کبالت و نیکل از جمله فلزاتی هستند که در  روش ADS مورد استفاده قرار می گیرند. در اکثر مطالعات از اکسید فلزات برای حذف ابتدایی و ترکیبات آروماتیک مانند تیول و یا ترکیباتی که در فاز گازی وجود دارند، استفاده می شود. این فلزات اصولا باید با مواد گران قیمت به یکدیگر مرتبط شوند و بازیافت آن ها نسبتا سخت است. بنابراین احیای کربن فعال با دمای بالا با از دست دادن 5 تا 10% کربن همراه است.

جاذب زئولیت مانند MCM-41 و SBA-15 گروهی از ساختارهای مزوپروس سیلیسی هستند که در فرایند ADS به عنوان حامی قابل استفاده هستند. برخلاف اکسید فلزات، جاذب زئولیت دارای مزوپروس هایی در محدوده 20 تا ˚A 500 هستند بنابراین دسترسی به سطح فعال داخلی از محدودیت های این جاذب نمی باشد.

زئولیت (zeolite-based sorbents) در دسته آلومیناسیلیکا قرار دارد که در طبیعت و یا بصورت ساخت بشر وجود دارد. خصوصیات زئولیت به نسبت سیلیکا به آلومینیوم موجود در ساختار آن بستگی دارد. اگر نسبت Si/Al کم باشد نشانه اسیدی بودن زئولیت است و برای تبادل یونی مناسب است.

زئولیت انواع مختلفی دارد که طبق مطالعات انجام شده زئولیت Y بهترین نوع برای جذب سولفور می باشد.

5- گوگرد زدایی فوتوکاتالیستی (PCDS)

6- گوگردزدایی زیستی (BDN)

در روش سولفورزدایی زیستی، با استفاده از میکروارگانیسم ها حذف گوگرد انجام می شود. در این روش از میکروارگانیسم هایی استفاده می شود که برای زندگی به سولفور نیاز دارند. سودوموناس، بریوی باکتروم، رودوکوکوس اریتروپولیس و آرتروباکتر برخی از این میکروارگانیسم ها هستند.

7- تلفیقی از گوگرد زدایی اکسیداتیو با آلتراسونیک و سدیم زدایی (UAOD)

حذف گوگرد توسط فرآیند HDS نیاز به هزینه های سرمایه گذاری بالاتر، دمای واکنش بالا (تا 400 درجه سانتیگراد) و راکتورهای فشار بالا (تا 100 اتمسفر) دارد. از طرف دیگر، مطالعات نشان داده است که فرآیند ODS  در حذف گوگرد حتی در شرایط خفیف واکنش نیز بسیار چشمگیر است.

انواع روش های گوگرد زدایی اکسیداسیون(ODS):

گوگرد زدایی اکسیداسیون را می توان در پنج دسته طبقه بندی کرد:

  • نخست، سیستم مایع دو فاز است که از H۲O۲ به عنوان اکسید کننده استفاده می کند.
  • دوم، سیستم مایع تک فاز با هیدروپراکسیدهای آلی به عنوان اکسیدکننده هستند.
  • سوم، سیستم گاز مایع است که با استفاده از ازن، NO۲ یا O۲ اکسید می شود.
  • چهارم، سیستم های اکسیداسیون بیولوژیکی از طریق O۲و باکتری ها هستند.
  • دسته آخر، گروه متفرقه ای از روش های غیر متعارف است که باعث گوگرد زدایی نیز می شود.

سولفورزدایی یا گوگردزدایی فرآورده های نفتی به روش  اکسیداسیون (ODS) با استفاده از سولفورین

واکنش اکسیداسیون گوگرد، واکنشی دو مرحله ای است. در مرحله اول، ترکیبات گوگرد حاوی نفت گاز، در حضور مواد اکسیدکننده، به سولفون ها یا سولفوکسیدهای متناظر، اکسید می شوند. در مرحله دوم، این ترکیبات گوگردی اکسید شده، با روش جذب یا روش استخراج مایع/مایع، از مخلوط های واکنش خارج می شوند.

شماتیک این مراحل به شکل زیر نمایش داده شده است.

گوگردزدایی به روش  اکسیداسیون (ODS)

شرایط بهینه سولفورزدایی(گوگردزدایی) به روش اکسیداسیون:

گروهی از محققان،گوگردزدایی از روغن سنگین را با استفاده از یک سیستم استخراج اکسیداسیون، با اسید استیک (CH۳COOH) به عنوان کاتالیزگر و پراکسید هیدروژن (H۲O۲) به عنوان اکسید کننده مورد مطالعه قرار دادند. این آزمایش در یک راکتور دسته ای شیشه ای انجام شد. نتایج نشان داد که فرآیند اکسیداسیون در شرایط واکنش زیر بهینه شده است: نسبت مولار اکسید کننده و کاتالیزگر به گوگرد در محدوده 5-10، زمان واکنش 90 دقیقه و دمای واکنش بهینه 60 درجه سانتیگراد با سرعت هم زدن 750 دور در دقیقه. این روش ODS نشان داد که میزان گوگرد در روغن های سنگین را می توان از 75/2 درصد وزنی به 14/1 درصد وزنی کاهش داد. در تحقیق مشابهی،گوگرد زدایی روغن گاز با استفاده از H۲O۲ به عنوان اکسیدکننده و اسید استیک به عنوان کاتالیزگر را بررسی شد. راندمان حذف گوگرد در شرایط واکنش دمای۹۰ درجه سانتیگراد و زمان ۳۰ دقیقه، ۹۰٪ بهبود یافت.

حذف گوگرد از مشتقات نفتی

حذف گوگرد از مشتقات نفتی

حذف گوگرد از مشتقات نفتی

ترکیبات گوگردی موجود در نفت خام شامل گوگرد عنصری، سولفید، دی سولفید، مرکاپتان، تیوفن، بنزوتیوفن ودی بنزوتیوفن است. حذف گوگرد موجود در نفت خام یک مسئله مهم در صنایع نفت و صنایع وابسته به آن است که درطول سال های اخیر، توجه زیادی به مسئله زیست محیطی ناشی از ترکیبات گوگرد در سوخت حمل و نقل که منبع اصلی آن ترکیبات SO_x در هوا است شده است. کشورهای متعدد در سراسر جهان مقررات جدیدی اتخاذ کرده‌اند وغلظت گوگرد را به ppm 10 و حتی کمتر از آن محدود کرده اند.

از سوی دیگر، سوخت‌های هیدروکربنی منبع هیدروژن ایده آل سلول‌های سوختی هستند. با این حال، حتی اثری از ترکیبات سولفور در سوخت می‌تواند باعث مسمومیت کاتالیزورها و الکترودها در سلول‌های سوختی شود، که لازم است سطح گوگرد در سوخت های هیدروکربنی به کمتر از ppm 1/0 کاهش یابد.

تحقیق در مورد گوگردزدایی از سوخت مایع از زمانی که مقاله‌ای تحت عنوان گوگرد زدایی اکسیداسیونی در سال 1928 منتشر شد فعال بوده است. با این حال گوگرد زدایی در مقیاس صنعتی تحت فرآیند گوگرد زدایی هیدروژنی ( HDS) انجام می‌شود. HDS فرآیندی است که در دما و فشار بالا انجام می‌شود و عدد اکتان به خاطر غیرانتخابی بودن فرآیند هیدروژناسیون ترکیبات اولفینی وآروماتیکی کاهش می‌یابد و هم چنین در این فرآیند مصرف هیدروژن زیاد است. در منابع و پژوهش‌های مختلف روش‌های گوناگونی جهت حذف گوگرد ارائه شده‌است. متداول‌ترین روش‌ها عبارتند از:

  • استفاده از فرآیند تصفیه هیدروژنی
  • استفاده از فرآیند جذب واکنشی
  • استفاده از فرآیند بیودی سولفوریزاسیون
  • گوگردزدایی به روش استخراج
  • استفاده از فرآیند اکسیداسیون
  • گوگردزدایی به روش الکتروشیمیایی
  • استفاده از فرآیند جداسازی غشایی

گوگردزدایی به روش هیدرودی سولفوریزه شدن (HDS) متداولترین فرآیند گوگردزدایی در پالایش نفت است که سابقه طولانی دارد و به عنوان بخش ثابتی از مجموعه فرآیندهای پالایشگاهی کاملا جا افتاده است. فرآیند HDS متداول برای برش هیدروکربنی در محدوده دما ℃300 تا ℃380 و فشار زیاد psi 500 تا psi 700 در یک بستر کاتالیستی در حضور هیدروژن انجام می‌شود. متداولترین کاتالیست مورد استفاده برای این فرآیند، کاتالیست کبالت-مولیبدن بر روی پایه آلومینا می‌باشد.

سایت‌های فعال موجود در این کاتالیست‌ها با اتم گوگرد موجود در ترکیب گوگردی به نحوی تعامل می‌کنند که امکان واکنش گوگرد با هیدروژن و تشکیل سولفید هیدروژن فراهم می‌شود و در فرآیندی تبدیل به گوگرد عنصری می‌شود در فرآیند HDS، ترکیبات آلی گوگردی مختلف واکنش پذیری متفاوتی دارند. معمولا سولفیدهای آلیفاتیک، تیول‌ها، تیوفن‌ها و حتی بنزوتیوفن ها نسبتا ساده گوگردزدایی می‌شوند زیرا ساختار مولکولی انعطاف پذیر آن‌ها این امکان را فراهم می‌کند که اتم گوگرد به سایت‌های فعال کاتالیستی دسترسی پیدا کند. با وجود اینکه دی بنزوتیوفن ذاتا ساختار مسطحی دارد اما اتم های کربن متصل به اتم گوگرد از نزدیک شدن اتم گوگرد به سایت‌های کاتالیستی ممانعت می‌کنند.

استخراج ترکیبات گوگردی آلی از برش‌های هیدروکربنی توسط گستره‌ای از حلال‌های متفاوت از حلال‌های قطبی رایج گرفته تا حلال‌های یونی موضوع تحقیقات متعددی بوده‌است. حلال‌هایی که بیشتر در این تحقیقات مورد آزمایش قرار گرفته‌اند عبارتند از:

  • استونیتریل
  • لاکتون‌ها نظیر گاما بوتیرو لاکتون
  • حلال‌های گوگرددار نظیر دی‌متیل سولفوکساید و سولفولان

پس از اولین ارائه گوگردزدایی به روش اکسیداسیون استفاده از این روش به طور گسترده مورد توجه قرار نگرفت اما با اعمال قوانین الزام آور بسیار سختگیرانه بر روی میزان گوگرد سوخت، برای حذف ترکیبات گوگردی و نیاز به حذف ترکیبات با واکنش پذیری کمتر در فرایند HDS، این روش مجددا در کانون توجهات قرار گرفته و تحقیقات بسیار زیادی در این زمینه آغاز شده است. در سال‌های انتهایی دهه ۱۹۹۰، هیدرو پراکسیدهایی نظیر آب اکسیژنه و ترشیو بوتیل هیدرو پراکسید به همراه یک کاتالیست یا پراکسیدهای تولید شده در محیط واکنش نظیر پرفرمیک اسید حاصل از آب اکسیژنه به اضافه اسید فرمیک به عنوان اکسنده‌های برتر مورد توجه قرار گرفته اند.

در روش گوگردزدایی اکسایشی، ترکیبات گوگردی با استفاده از اکسنده مناسب اکسید و به سولفو کسیدها یا سولفون‌های مشابه تبدیل می‌شوند. برای به دست آوردن محصول نهایی با میزان گوگرد کم، لازم است ترکیبات گوگردی سولفونی در مرحله دوم جداسازی شوند. این جداسازی معمولا با جذب روی یک جاذب یا استخراج با حلال انجام می‌شود. از لحاظ تئوری ترکیبات گوگردی اکسید شده نظیر سولفون‌ها، در مقایسه با سولفیدهای متناظر قطبیت بسیار بیشتری دارند.

فناوری های گوگردزدایی الکتروشیمیایی (ECDS) مزایای عمده‌ای نسبت به دیگر روش های گوگردزدایی دارند. از میان این مزایا، می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • دمای پایین‌تر نسبت به دیگر روش‌های حذف گوگرد
  • فشار عملیاتی پایین‌تر نسبت به دیگر روش‌های حذف گوگرد
  • انتخاب پذیری بالا
  • تولید محصول زیاد

یکی دیگر از فرآیندهای متداول از فرآیندهای گوگرد زدایی استفاده از فرآیند مراکس است. در این فرایند مشتقات نفتی در (3) مرحله با سود سوز آور و آب شستشو داده می شود. برج مراکس از سه قسمت تشکیل شده است. در مرحله اول که شامل 15 سینی از برج می باشد گاز با سود 10 در صد شستشوی اولیه داده میشود به این صورت که گاز از پایین به طرف بالا در حرکت است و توسط سودی که از بالای هر طبقه بطرف پایین در حرکت است شستشو داده می شود.

گاز سپس به قسمت دوم برج که آن هم شامل 15 سینی است وارد می شود در اینجا سود 20 درصد که مخلوط با کاتالیست مراکس می باشد توسط تلمبه از پایین مخزن سود مجاور برج گرفته و روی سینی 30 ام می ریزد. با حرکت گاز به طرف بالا و حرکت سود و مراکس به طرف پایین گاز از تمام ترکیبات گوگردی و مرکاپتانها عاری شده که این مواد در محلول باقی می‌مانند. قسمت سوم برج شامل 3 سینی است که هدف از از ایجاد ان حذف مواد احتمالی از گاز می باشد .

در این مرحله گاز با اب توسط تلمبه ای به قسمت فوقانی برج ریخته می شود و شستشو می گردد و سود احتمالی ان که ممکن است با گاز خارج گردد گرفته شده ودر نهایت گاز خارج شده از این برج کاملا شیرین بوده و تنها رطوبت موجود در آن است که می بایست آن را از گاز خارج کرد.