Eşleştirme Projesi tr 08 ib en 03

3.5Ürün işleme

Bu bölümde bir rafineride belirli ürün spesifikasyonlarını elde etmek için yapılan işlemler ele alınacaktır, ki burada iki proses tipi tanımlanabilir:

• 
  İşlenecek bileşenin işlenecek akıntıdan giderildiği ekstraksiyon veya uzaklaştırma teknikleri. Bu kategori altında karbondioksit, su, hidrojen sülfit veya merkaptanların uzaklaştırılması için moleküler elek ekstraksiyonundan (bkz. METReferans Dokümanı, Bölüm 4.25.5.3), hidrojen sülfitin uzaklaştırılması için amin yıkamasından (bkz. METReferans Dokümanı, Bölüm 4.23.5.1) veya asitlerin veya merkaptanların uzaklaştırılması için kostik yıkamadan bahsedilebilir.
  

• 
  İşlemden geçirilecek kimyasalın işlemden geçirilecek akımdan giderilmediği sistemler.
  

Amaç ve prensipler

Petrol rafinasyonunda, petrol ürünlerindeki sülfür, azot veya oksijen bileşikleri gibiistenmeyen kirleticileri gidermek veya değiştirmek için kimyasal arıtma kullanılır. Bu sistemlerden (‘merkaptan yükseltgenmesi’ olarak bilinen) bazıları ürünün kokusunu güzelleştirmek ve korozyonu (aşındırıcılığını) azaltmak amacıyla hidrokarbon akımar içindeki merkaptan içeriğini (organik sülfür bileşikleri) azaltmak üzere tasarlanmıştır. Bu işlemler ürüne bağlı olarak ya ekstraksiyon ya da yükseltgenme (aynı zamanda tatlandırma olarak da bilinir) yoluyla gerçekleştirilir.

Ekstraksiyon prosesi merkaptanları kostik ekstraksiyon yoluyla giderir ve bu da daha düşük sülfür içeriği elde edilmesini sağlar. Aşağıdaki reaksiyon düşük sıcaklıklarda gerçekleşir:

R-SH + NaOH NaSR + H2O

Merkaptan yükseltgenme - tatlandırma, hidrokarbon ürünlerdeki merkaptanların daha az kokulu ve daha az korozif ve ürün içinde kalan disülfitlere dönüştürüldüğü merkaptan yükseltgenme prosesinin bir başka versiyonudur. Bu reaksiyon:

NaSR + ¼ O2 + ½ H2O NaOH + ½ RSSR

Bunun bir sonucu olarak, tatlandırma sırasında toplam sülfür içeriğinde bir azalma gerçekleşmez ve dolayısıyla bu yöntem sadece sülfür içeriğinin bir sorun olmadığı akımlara uygulanır.

Şarj ve ürün akımları

Merkaptan yükseltgeme - ekstraksiyon prosesi merkaptanların LPG, nafta ve benzin ve kerosen akımlarından uzaklaştırılmasını içerir. Benzin ve destilat fraksiyonlarına yükseltgenme veya ‘tatlandırma’ uygulanır. Merkaptanların aynı zamanda hidrojen ile muamele (Bölüm 2.4) de giderilebileceği vurgulanmalıdır.

Prosesin açıklaması

Merkaptanlar, yüksek basınç altında (5 barg) bir ekstraksiyon kolonunda derişik bir baz çözeltisiyle yıkanarak hafif hidrokarbon akımlarından giderilir. Eğer H2S veya asitler bulunuyorsa bir kostik ön yıkama gereklidir. Reaktörden bir üst akım olarak işlenmiş ve kokusuz hidrokarbon akımı çıkar.

Sulu dip faz 50 °C'ye ısıtılır, havayla karıştırılır ve yükseltgenme reaktörüne gönderilir. Ardından çözünmüş NaSR 4.5 barg basınçta disülfitlere dönüştürülür (bunlar kostik soda su çözeltisinde çözünmez). Hava fazlalığında ve katalizör eklenerek yüksek bir reaksiyon hızı korunur. Bu yolla bazik çözelti geri kazanılır. Reaktörden gelen sıvı bir tanka yönlendirilir ve burada kirli (spent)hava, kostik çözeltide çözünmeyen disülfit fraksiyonu ve kostik çözelti ayrılır. kirli (spent)hava bir yakma fırınına veya proses fırınına yönlendirilir, disülfitler genellikle hammaddeye geri dönüştürülür ve geri kazanılmış kostik ekstraksiyon kolonuna gönderilir. Şekil xx'te bir ekstraksiyon prosesinin basitleştirilmiş bir proses akış diyagramı gösterilmiştir.



Şekil xx: Merkaptan yükseltgenme ekstraksiyon prosesinin basitleştirilmiş proses akış diyagramı

Bir başka yükseltgenme prosesi de aynı zamanda katı bir katalizör yatağı kullanan bir merkaptan yükseltgenme prosesidir. Hava ve minimum miktarda bazik kostik (‘mini alkil’ işlemi) hidrokarbon akımına enjekte edilir ve kostik yeniden kazanılamaz. Hidrokarbon, merkaptan yükseltgenme katalizör yatağından geçerken sülfür merkaptanları disülfite yükseltgenir.

Bir sonraki şekilde gösterildiği gibi, her iki proses de kostik kaskat sistemi denen bir sistemde entegre edilerek istenen ürün niteliği iyileştirmeleri minimum kostik ilavesi ve kostik imha maliyeti karşılığında elde edilebilir.



Şekil xx: Kostik kaskat sisteminin (merkaptan yükseltgenme ekstraksiyon ve merkaptan yükseltgenme tatlandırma) basitleştirilmiş proses akış diyagramı

Katalitik mum(wax) giderme

Rafinerilerde görülen bir başka proses de seçici hidrokraking(hidrofiner - hidroarıtıcı) olup burada mum parafinleri (n- ve yaklaşık- n-parafinler) seçici olarak kırmak için bir veya iki zeolit katalizör kullanılır. Bu teknik, şiddetli kış koşulları için ürünlere karıştırılabilecek orta destilat bileşenlerinden mum gidermek için kullanılabilir. Bunun bir türevi ise n-parafin mumunu istenen izoparafin yağlayıcı moleküllerine izomerleştiren izo-mum giderme katalizörü kullanırken düşük kalitede orta destilat taşıt yakıtlarının birlikte üretimidir. Bu ünitenin tasarım ve çalışması normal bir hidrojen ile mualeme ünitesine benzer (Bölüm 2.4).

(Daha fazla bilgi için bkz. METReferans Dokümanı, Bölüm 2.20)

3.6Gaz ayırma prosesleri

Amaç ve prensipler

Düşük kaynama noktasına sahip hidrokarbonlar genellikle yüksek basınçlarda çalışan yaygın bir ayırma tesisinde işlenir. Bir gaz tesisinin amacı, C1 - C5 ve daha yüksek bileşikleri çeşitli rafineri çıkış gazlarından damıtma yoluyla geri kazanmak ve ayırmaktır. Mineral yağ rafinerilerinde, farklı proseslerinden çıkan farklı gaz akımlarını işlemek için bir (veya daha fazla) gaz tesisi (örneğin, katalitik reformeler, katalitik kırıcılar(kraking), damıtma üniteleri) bulunur. Bunlar, farklı bileşenlerin ayrıldığı doğal gaz arıtmasını yapan kurulumlar için temel tesislerdir. Ürünlerin uygulamasına bağlı olarak, bazı rafineriler LPG, üst kısımlar ve naftadan civayı uzaklaştırır.

Besleme ve ürün akıntıları

Gaz tesisinin beslemesi(şarjı), ham petrol distilasyon, katalitik kırıcılar, katalitik reformerler, alkilleme, desülfürizasyon ve benzer ünitelerden çıkan gaz ve sıvı akımları kapsar. Bazı besleme stokları için önarıtma yapılması - tipik olarak hidrodesülfürizasyon (Bölüm 2.4) veya amin işleme (H2S giderilmesi, bkz. METReferans Dokümanı, Bölüm 4.25.5.1) yoluyla- gerekebilir. Geri kazanılan bileşikler beslemenin bileşimine ve piyasanın gereklerine bağlıdır. Gaz akımları normalde satılmak veya rafineri yakıt gazı olarak kullanılmak üzere C1 ve C2 fraksiyonlarına, LPG (propan ve bütan) ve hafif bir benzin (C5 ve daha yüksek) akımına ayrılır. Aynı zamanda, bu proseste olefinler, izoparafinler ve n-parafinler de ayrılabilir.

Prosesin açıklaması

Bir gaz tesisi en azından iki kolon içerir; bunlardan ilki bir absorbe edici/sıyırıcı kolonu (etan giderici) olup tüm hafif C2-eksi bileşenleri absorbe ederek besleme akımlarından gelen C3-artı bileşenlerinin geri kazanımını maksimum düzeye çıkarır. Şekil xx'te bir gaz tesisinin basitleştirilmiş proses akış diyagramı gösterilmiştir.

Şekil xx: Bir gaz tesisinin bir parçasının basitleştirilmiş proses akış diyagramı

(Daha fazla bilgi için bkz. METReferans Dokümanı, Bölüm 2.12)