Kas yra hidrodesulfuravimas?

Hidrodesulfuravimas, dar žinomas kaip HDS, yra procesas, kurio metu siera pašalinama iš žalios naftos ir naftos chemijos pramonės žaliavos, sujungiant ją su vandeniliu, kad susidarytų vandenilio sulfidas (H2S). Manoma, kad žalia nafta susiformavo per milijonus metų iš negyvo planktono sluoksnių jūros dugne. Kadangi sieros yra visuose gyvuose daiktuose, aliejuje yra sieros likučių sulfidų ir organinių sieros junginių, tokių kaip tioliai ir tiofenai, pavidalu. Šie junginiai laikomi nepageidaujamais.

Deginant naftą ar naftos produktus, kuriuose yra sieros junginių, siera oksiduojama į sieros dioksidą (SO2), teršalą, galintį sukelti kvėpavimo sutrikimus ir kuris yra pagrindinis rūgštaus lietaus veiksnys. Pagrindinis SO2 taršos šaltinis yra iškastinio kuro deginimas. Hidrodesulfuravimas tapo vis svarbesnis po to, kai daugelyje šalių buvo priimti nauji reglamentai dėl sieros kiekio naftos produktuose, siekiant sumažinti SO2 emisiją. Dėl to naftos perdirbimo įmonės dažniausiai turi HDS įrenginį.

Kita sieros aliejuje problema yra ta, kad ji gali sumažinti katalizatorių, naudojamų naftos žaliavoms paversti kitais produktais, efektyvumą. Benzino siera taip pat veikia automobilių katalizinius konverterius. Norint sukurti šį efektą, kuris yra žinomas kaip katalizatoriaus „nuodijimas“, reikalingas tik labai mažas kiekis.

Hidrodesulfuravimo procese naftos pagrindu pagamintos žaliavos ir vandenilio dujų mišinys kaitinamas iki 300-400°C ir iki 130 atmosferų slėgiu pumpuojamas į hidrodesulfuravimo reaktorių. Čia mišinys praeina per katalizatorių, kuris nutraukia sieros ir anglies ryšius, leisdamas sierai reaguoti su vandeniliu ir sudaryti vandenilio sulfidą. Yra daug hidrodesulfuravimo katalizatorių, tačiau dažniausiai naudojamas molibdeno sulfidas, kurio sudėtyje yra kobalto aliuminio oksido pagrindu. H2S išteka iš reaktoriaus kartu su vandenilio pertekliumi ir patenka į apdorojimo įrenginį, kur jis yra atskiriamas, todėl vandenilis gali būti perdirbamas proceso metu. Norint sumažinti sieros kiekį iki reikiamo lygio, gali prireikti kelių ciklų.

HDS gaminamas vandenilio sulfidas paverčiamas elementine siera taikant procedūrą, žinomą kaip Claus procesas – rafinavimo įmonėse paprastai šiam tikslui yra Claus įrenginys. Didžioji tokiu būdu išgautos sieros dalis naudojama sieros rūgšties gamyboje. Nors sieros telkiniai vis dar kasami, didžioji dalis sieros šiandien gaunama iš naftos naudojant HDS ir Claus procesus.