Удаление серы как способ осветления топлива

удаление серы

При сжигании дизельного топлива с высоким содержанием серы количество вредных выбросов в атмосферу существенно возрастает. Поэтому удаление серы привлекает повышенное внимание. Кроме меньшего ущерба, наносимого окружающей среде, обессеривание позволяет:

  • защитить котельное оборудование от сернокислотной коррозии;
  • получить товарную серу, которую можно использовать при производстве серосодержащих продуктов;
  • осветлять топливо до товарного вида.

В твердом топливе сера может находиться в виде сульфатов, сульфидов, а также входить в состав органических соединений. Например, в угле сульфаты составляют незначительную часть. А главные проблемы связаны с удалением пиритной и органической серы. Для извлечения сульфидной серы чаще всего прибегают к физическим методам (в основном к гравитационной сепарации), что позволяет уменьшить содержание данного химического элемента на 10-50%. Метод показывает достаточную эффективность только в том случае, когда сульфиды находятся в топливе в виде крупных кусков.

Удаление серы, входящей в состав органических соединений, осуществить технически более сложно, поэтому подобные процессы протекают пока преимущественно в исследовательских целях.

Удаление серы из светлого жидкого топлива

Для осветления жидкого топлива серу удаляют на нефтеперерабатывающих заводах. В научной литературе выделяют два основных способа десульфуризации жидких нефтепродуктов.

Косвенный подход предусматривает обработку части тяжелых нефтяных осадков при помощи вакуумной перегонки или селективной экстракции. Результатом такого процесса является получение легких фракций, которые потом обрабатываются водородом (гидрирование). Для осуществления обессеривания с помощью косвенного метода нужно создать определенные условия: температуру на уровне 375-500 ºС и давление 1,4 МПа. Также необходимо присутствие катализатора. При этом содержание серы в жидком топливе понижается на 80-95%. Стоит также отметить, что из низкокипящих фракций сульфур удаляется лучше, чем из высококипящих.

При прямом способе удаления серы обрабатывают всю нефть, за исключением стадии выделения легкой фракции. Технически процесс осуществляется путем каталитического гидрирования при повышенных температурах. Понятно, что реализовать прямой способ намного труднее. Первая сложность заключается в том, что нефть содержит тяжелые металлы – железо, никель, ванадии и т.п. Они оказывают негативное воздействие на катализатор, осаживаясь на его поверхности. Поэтому приходится очень часто менять катализатор. Вторая сложность – это наличие в нефтяных фракциях тяжелых частиц, которые трудно подвергаются гидрированию. При повышении температуры такие частицы появляются в виде кокса на поверхности катализатора, существенно снижая его активность. Чтобы пресечь подобные явления необходимо заранее позаботиться о наличии в реакторе «лишнего» водорода, а также поддерживать высокое давление.

Приведенные выше операции имеют смысл только в том случае, когда нефть была предварительно отфильтрована от механических примесей.