Eşleştirme Projesi tr 08 ib en 03

7.6Enerji sistemi

Enerji sistemlerinin çevresel performanslarının iyileştirilmesi için bazı umut vadeden araştırma alanları, CO₂ azaltım teknikleri (daha fazla bilgi Kısım 6.14’te atık gaz arıtımında bulabilirsiniz) ve ısı entegrasyonu teknikleridir. Enerji iyileştirmeleri için daha ileri araştırmalar devam etmektedir ve bu araştırmalar, cezbedici bileşik üretim fırsatları ve daha karmaşık ısı entegrasyonu üzerinde odaklanmaktadır.

7.7Eterleşme

Metanolün benzine (MTG) dönüşüm reaksiyonu metanolü dehidrate eder ve mevcut karbon ve hidrojeni çeşitli hidrokarbonlara dönüştürür. ‘Biçim seçimli’ MTG katalizörü, 10 karbona kadar sentez reaksiyonlarını kısıtlar. Sonuç, Araştırma Oktan Sayısı tipik 92 ile benzinden yoksun sülfürdür.

1985’den 1997’ye kadar işleyen ilk MTG ünitesi (günlük 14 500 varil kapasiteli), doğal gazı benzine döndürmesi amacıyla Plymouth (Yeni Zelanda)’da açılmıştır. İkinci nesil MTG ünitesi ise Çin’de açılmıştır.

7.8Hidrojen üretimi

Hidrojen üretim teknolojilerindeki umut vadeden alanlardan bazıları şunlardır:

Hidrokarbon prosesinde atık yağ esasen karbon ve hidrojen olarak parçalanır. Bu proses, rafineri için doğal gazın iç kaynağı olarak görülebilir. Proseste karbon, hidrojen ve metanol üretilir. 4.98 m/y kapasiteli bir rafineride bu prosesin toplam benzin üretimini %40 oranında, metanolü 1150 m³/gün ve C/H₂O sulu çamurunu ise 795 m³/gün ile artırabileceği hesaplanmıştır.

Metan piroliz, karbon veya diğer emtia amaçları için karbon kullanımını ayırırken doğal gazın termal dekompozisyonundan ve hidrojenin doğrudan üretiminden faydalanır. Sonuç olarak, CO₂ üretimi tamamen ortadan kaldırılır.

Bazı hidrojen saflaştırma prosesi gelişmeleri, yapısal adsorbent yataklar ve entegre rotasyon valfı gibi yeni teknikleri kullanarak maliyeti azaltmaktadır. Hızlı döngülü döner basınç adsorpsiyonu (RCPSA), döner basınç adsorpsiyonu (PSA) ile kıyaslandığında %30 – 50 daha ucuz montaj maliyeti ve düşük işletim masrafı sunar ve cPSA’nın ¼’i kadar daha küçük alan gereksinimi duyar.

7.9Hidrojen kullanan prosesler

Enerji sistemlerinin çevresel performansının iyileştirilmesi için umut vadeden bazı araştırma alanları şunlardır:

Rezid hidrojen ile işlemeve hidrodönüşüm prosesleri (örneğin, çamur atık yatağı teknolojisi). Bu proses yarı ticari ölçekte tanıtılmıştır, henüz herhangi bir ticari ünite faaliyette değildir. Düşük hidrojen tüketimiyle benzin kükürt giderme teknikleri gelişmektedir. Parametreler henüz mevcut değildir.

Şunu belirtmek gerekir ki gemi yakıtı ürünlerinin kükürt gidermesi karşılaşılabilecek teknik zorluklardan birisidir ve mevcut tekniklerde önemli gelişmelere ve yeni tekniklere neden olabilir.

Benzin ve motorin kükürt gidermesi son yıllarda önem kazanmıştır. Yeni tasarım gelişmeleri, optimizasyon veya ilk kez ortaya çıkan prosesler ticarileştirilme aşamasındadırlar.

Şuanda yüksek şiddette işletilen standart HDS prosesinde daha aktif ve daha seçimli olan yeni nesil katalizörler büyük miktarda mevcuttur. Toplam proses verimliliğini doğrudan etkiler.

Yeni proses gelişmeleri daha az H₂ kullanan teknolojilerden oluşmaktadır. Adsorpsiyona dayalı alümina veya metal oksit adsorban kullanan yüksek sıcaklıktaki reaktif adorpsiyon gelecek vadeden sonuçlar vermektedir.Seçimli ekstraksiyon veya polar adsorpsiyon (Irvad prosesi) dikkate değer yeni tekniklerdendir.

H₂ olmayan kükürt giderme teknikleri

Oksidatif kükürt giderme bu gruptaki gelecek vadeden en önemli alanlardır (bkz. Kısım 2.17.2) ancak halen ilerleme kaydetmesi gerekmektedir. Aşağıda bazı diğer yeni teknikler verilmiştir:

Thiophinic kükürtün olefin alkilasyonu (OATS prosesi - BP).

Polimer membran (S-Brane tekniği - Grace)

Kostik ekstraksiyon (Exomer prosesi - Exxon)

Biyokimyasal kükürt giderme (Enerji biyosistemleri)

Seçimli adsorpsiyon (Penn State SARS)

Ana Ünite şarjınınseçimli kükürt giderimi

Birincil distilasyon çıkış akımı daha sıklıkla kullanılmaktadır. Bir arıtma prosesinde başka alanlarda kullanılmasından önce şarj saflaştırması şu şekildedir:

AKK’den C3 veya C4 olefinik katı (cut): alkilasyon veya oligomerisazyon prosesinde kullanılmasından önce alkin ve diolefinlerin seçimli hidrojenayonu; vis-breakerdan nafta, koklaştırma: katalitik dönüştürme prosesinde kullanılmasından önce diolefin ve olefinlerin seçimli hidrojenasyonu;

Stim cracked (buharla kırılmış) benzingibi belirli ürünlerin elde edilmesi için besleme stoku saflaştırması: oktan kaybı olmadan benzini stabilize etmek için seçimli dien hidrojenasyonu zorunludur;

Petrokimyasal ara ürünler üretimi için besleme stoku saflaştırması, örneğin, Stim krakingden C2 katı (cut): etilen ürün kaybı olmadan belirli etilen üretimi amacıyla seçimli asetilen hidrojenasyonu.

7.10Hidrokraking

Ağır şarjın işlenmesi, katalitik ve akış diyagramını değerlendiren optimal teknik çözümleri gerektirir. Hidrojen ile muamale, kırma aşamasından önce tamamlanır.

Sürekli (once-through) dönüşüm (85-90%) minimum yatırım iletamamlanır. MD ve yüksek rezid değeri elde edilir.

Tek aşamalı tam dönüşüm orta seviyede yatırım gerektirir ancak daha yüksek kalitede ürün elde edilmiştir. Daha yüksek MD seçimliliğine ulaşılır.

İki aşamalı tam dönüşüm en yüksek yatırım maliyetini gerektirir. Bu plan en yüksek kalite ve dizel/kerosen oranını verir (IFP ve UOP gelişmeleri).

7.11 İzomerizasyon

Biyoyakıt üretmek için uzun parafinlerin katalitik hidroizomerizasyonu

Zeolitlerin seçimliliğini kullanan bu teknik, n-parafinlerin dönüşümünü iyileştirecektir. Biyomotorinler, bir veya daha fazla aşamada heterojenik katalitik hidrojenasyon ile trigliserit içeren besleme stoğundan (bitkisel yağ, kullanılmış kızartma yağları, hayvan yağları vb.) üretilir. Ağırlıklı olarak elverişsiz olan normal parafinleri bulundururlar (örneğin, C16–C18 normal parafinlerin donma noktası, +18°C ve +28°C arasındadır). Bu sebeple, izoparafinlerdeki n-parafinlerin kimyasal yapısı daha düşük donma noktasına ancak yüksek setan sayısına sahiptir.

İzomerizasyon mum giderme çeşitli akımlara uygulanır (yenilenebilir dizel mum giderme) ve dehidrojenasyon/hidrojenasyon için bir zeolit ve bir metal dahil olmak üzere katalitik şekil seçimliliğine bağlıdır. Uzun zincirli parafinleri izoparafinlere dönüştürür. Bu da yakıtların düşük sıcaklıklarda akmasını sağlar. Bu teknik şuanda 8 birimde kullanılmaktadır.