Процесс демеркаптанизации является ключевым этапом очистки светлых нефтепродуктов, таких как бензины, керосины, дизельные топлива, а также сжиженных газов (пропан-бутан) и газовых конденсатов. Его цель — глубокая очистка от меркаптанов — сернистых соединений, обладающих высокой токсичностью и крайне неприятным запахом. Технология основана на каталитическом окислении меркаптанов в значительно менее агрессивные и практически безвредные дисульфиды, которые затем удаляются из продукта полностью или частично.
Процесс «Мерокс»: промышленный стандарт очистки
Наибольшее распространение в мировой нефтепереработке получил процесс «Мегох», более известный как «Мерокс», разработанный компанией UOP. В его основе лежит использование щелочного раствора, содержащего органические соли кобальта в качестве катализатора. Эффективность процесса чрезвычайно высока: он позволяет снизить содержание меркаптанов с исходных 0,2 масс.% до уровня 0,0005 масс.% (5 мг/кг). Это соответствует и часто превосходит строгие нормативы для различных видов топлива: не более 0,001 масс.% для автомобильных бензинов, 0,001–0,003% для реактивных топлив, 0,003% для сжиженных газов и 0,01% для дизельного топлива.
Принципиальная схема и этапы процесса
Технологическая цепочка «Мерокс» представляет собой многоступенчатый процесс:
- Предварительная щелочная очистка. Сырье сначала обрабатывается щелочью в специальной колонне. Эта стадия предназначена для удаления сероводорода и органических кислот, которые могут дезактивировать основной катализатор.
- Экстракция меркаптанов. Подготовленное сырье смешивается с каталитическим раствором «Мерокс» и поступает в экстрактор. Здесь раствор эффективно поглощает меркаптаны из углеводородной фракции.
- Каталитическое окисление. Раствор с поглощенными меркаптанами направляется в реактор окисления, куда подается воздух. Под действием катализатора меркаптаны окисляются до дисульфидов, которые остаются растворенными в сырье, но теряют свою агрессивность.
- Разделение и регенерация. В сепараторе удаляется избыточный воздух, а в отстойнике происходит разделение: дисульфиды (более легкие) собираются в верхней части, а восстановленный каталитический раствор «Мерокс» — в нижней, откуда он возвращается в начало цикла в экстрактор.
Одноступенчатая и двухступенчатая очистка
Для достижения максимальной чистоты продукта часто применяется двухступенчатая схема. После первой ступени очистки сырье, уже частично очищенное, снова смешивается со свежей порцией катализатора и проходит второй реактор окисления. Такая схема особенно востребована для керосиновых и дизельных фракций, которые могут содержать более сложные и трудноокисляемые меркаптаны. Для более легких фракций — сжиженных газов, бензинов и растворителей — обычно достаточно одной ступени очистки, так как содержание высших меркаптанов в них ниже.
Современные модификации и масштабы применения
Эволюция технологии привела к созданию более компактных и эффективных решений. Яркий пример — процесс «Minalk», предназначенный для очистки бензина и газового конденсата. В этой модификации используется неподвижный слой катализатора «Мерокс», в который дозируется небольшое количество щелочи, что упрощает технологическую схему. Процесс «Мерокс» доказал свою надежность и экономическую эффективность в глобальном масштабе. По данным на 2006 год, в мире эксплуатировалось более 1600 установок UOP производительностью от 6,4 до 22 260 кубических метров в сутки, что подчеркивает его статус отраслевого стандарта для демеркаптанизации.