احداث کارخانجات گوگرد زدایی از مازوت

منابع انرژی با انتشار CO2 کمتر نسبت به سوخت‌های فسیلی سنتی، استقلال انرژی بیشتر و محیطی پاک‌تر را ایجاد میکنند. با این حال، حتی این گازها دارای آلاینده هایی هستند که قبل از سوزاندن آنها برای تولید برق یا احتراق برای عملکرد خودرو نیاز به حذف شدن دارند. خبر خوب این است که فناوری (کارخانه گوگرد زدایی) امکان حذف ترکیبات گوگردی را قبل از مصرف انرژی فراهم می کند. شرکت سوئیسی KiyaChem کلیه مراحل احداث کارخانجات گوگردزدایی را انجام میدهد.

گوگردزدایی یا دسولفوراسیون یک فرایند شیمیایی برای از بین بردن گوگرد از یک ماده است. این فرایند می تواند شامل، حذف گوگرد از یک مولکول یا حذف ترکیبات حاوی گوگرد از مخلوط، مانند تصفیه نفت خام باشد.

گوگرد یکی از ناخالصی های موجود در نفت خام می باشد. وجود ترکیبات گوگرد در روغن ها، سوخت ها و … مطلوب نیست. همچنین، ممکن است باعث ایجاد مشکلات مختلفی در طول تصفیه و نیز در استفاده تجاری آنها شود. ترکیبات گوگرد به چهار گروه اصلی مرکاپتان ، سولفید ، دی سولفید و تیوفن تقسیم می شوند.

انوع فناوری های گوگردزدایی از فرآورده های نفتی به صورت زیر می باشد:

گوگرد زدایی هیدرودسولفوراسیون یا هیدروگوگرد زدایی (HDS) : یک فرایند معمولی که برای حذف ترکیبات گوگرد از روغن ها، سوخت و … استفاده می شود. 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 گردد. از این روش برای حذف ترکیبات آلیفاتیک (aliphatic) و آسیکلیک (acyclic) استفاده می کنند. این فرآیند علاوه براینکه برای حذف مولکول های بزرگ گوگرد کاربرد ندارد، هزینه و انرژِی زیادی صرف می کند به همین دلیل روش های دیگری جایگزین آن شدند.
گوگردزدایی اکسایشی یا اکسیداتیو (ODC) : گـــوگردزدایی اکسایشـــی بـــه عنـــوان یـــک روش امیدوارکننده برای تکنولوژی حـذف عمیـق گـوگرد تحـت شرایط ملایم مورد توجه قرار گرفته است که در مقایسه بـا روش متداول هیدروگوگردزدایی نیاز به دما و فشـار بسـیار کمتر و هزینه هاي عملیاتی بسیار پایین تري دارد. 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. معمولا هیدروژن پراکسید در حضور یک کاتالیزور که معمولا استیک اسید، فرمیک اسید، پلی اکسو متـالات و یـا پتاسیم سوپر اکساید است مورد استفاده قرار میگیرد. در این نوع اکسیداسیون، سولفیدها به سولفوکسیدها و یا سولفون ها اکسید میشـوند کـه بـه وسـیله اسـتفاده از پروکسی اسیدها مانند هیدروژن پراکسید و اسیدکربوکسیلیک انجام شده است که یک روش مفید گوگردزدایی از نفت بـا استفاده از اسیدهای آلـی و پراکسـیدهیـدروژن میباشد.
گوگردزدایی استخراجی (EDS)
گوگرد زدایی جاذب (ADS)
گوگرد زدایی فوتوکاتالیستی (PCDS)
گوگردزدایی زیستی (BDN)
تلفیقی از گوگرد زدایی اکسیداتیو با آلتراسونیک و سدیم زدایی (UAOD)

از جمله موارد استفاده گوگرد زدایی، می توان به گوگردزدایی از مازوت و گوگردزدایی در فولاد اشاره کرد. هر یک از این موارد متدها و مزایای خود را دارند. در ادامه در مورد مازوت توضیحات جامعی ارائه می کنیم.

مازوت چیست؟

نفت‌های کوره سنگین (HFO) که معمولاً به عنوان مازوت شناخته می‌شوند، به طور گسترده برای تامین انرژی صنایع دریایی استفاده شده‌اند و سوانح دریایی مانند غرق شدن، برخورد، و همچنین عملیات دریایی و فعالیت‌های معمول کشتیرانی تجاری باعث ریختن مواد سنگین می‌شوند.

تولید سوخت های سازگار با محیط زیست مطابق با استانداردهای جهانی انتشار آلاینده ها در دنیای امروز از اهمیت بالایی برخوردار است. نیروگاه‌های ایران معمولاً در بیشتر روزهای سال با استفاده از گاز طبیعی برق تولید می‌کنند، اما در فصل زمستان با توجه به اولویت گازرسانی شهری، مصرف سوخت مایع در نیروگاه‌ها افزایش می‌یابد. در نتیجه، میزان آلودگی نیروگاه افزایش می یابد. مصرف بنزین و نفت کوره سنگین (HFO) که به آن مازوت نیز می‌گویند در نیروگاه‌ها، پدیده وارونگی دما به‌ویژه در فصول سرد سال را در پی دارد که تأثیر بسزایی در آلودگی هوا دارد. بر اساس اعلام اداره کل اقتصادی، اجتماعی و زیست محیطی سازمان انرژی‌های تجدیدپذیر، ایران 67 میلیارد متر مکعب گاز طبیعی، 10 میلیارد متر مکعب گازوئیل و 5.7 میلیارد متر مکعب HFO در نیروگاه های برق در سال 2019 مصرف کرده است.

نشت نفت کوره به دریا، چالش‌های متعددی را ایجاد می‌کنند، زیرا HFOs معمولاً دارای مقادیر گرانشی API نسبتاً پایینی هستند، با مقادیر چگالی نزدیک (و در مواردی حتی بیشتر از) چگالی آب. یکی از چالش های اصلی مربوط به گوگردزدایی از نفت کوره سنگین، پیچیدگی مولکولی آن است. تعریف دقیق ترکیب نفت خام کار غیرممکنی است، زیرا بسته به منبع آن و روش‌های مورد استفاده برای فرآوری آن متفاوت است، با وجود این، برخی از ویژگی‌ها مشترک هستند، به‌طور نامشخصی از منشأ نفت، مانند وجود آسفالتین‌های بین 2.6 تا. 12.12 درصد وزنی، به همین ترتیب محتوای گوگرد بالا که می تواند تا 6 درصد وزنی افزایش یابد. علاوه بر صنایع دریایی، HFO به طور گسترده در نیروگاه های تولید برق، به ویژه در منطقه خاورمیانه استفاده می شود، که در آن میزان گوگرد HFO می تواند بیش از 3.5٪ باشد که به طور قابل توجهی بالاتر از تقطیر یا نفت خام است.

وجود ناخالصی های فلزی و همچنین محتوای آسفالتین و گوگرد باعث کاهش راندمان احتراق HFO شده و منجر به سطوح بالاتری از انتشار آلاینده ها در طول فعالیت های صنعتی می شود که ارزش تجاری این سوخت را کاهش می دهد. ترکیباتی مانند تیول ها، تیولان ها، سولفیدها، تیوفن ها و مشتقات آنها ترکیبات آلی گوگردی سوخت نفت را تشکیل می دهند. اجزای جوشیده شده بالای نفت خام، که به طور مداوم بخشی از کسر باقیمانده (VRO) پس از فرآیند تقطیر در یک پالایشگاه می شوند، مشتقات پیچیده تیوفن را ارائه می دهند که در شکل زیر نشان داده شده است. این مشتقات بسیار نسوز هستند و به سختی از طریق فرآیندهای گوگرد زدایی مرسوم حذف می شوند. از آنجایی که HFO یک محصول ترکیبی از VRO و مقطرهای سبک مانند گازوئیل و نفت سفید است، ترکیبات آلی گوگرد نسوز موجود در بخش باقیمانده را به ارث می برد.