Катализаторы процессов демеркаптанизации углеводородного сырья и очистки сточных вод
В связи с опубликованием на официальном сайте ВНИИУС информации касающейся недостатков гетерогенных катализаторов типа КС и КСМ Разработчик и Патентообладатель данных катализаторов представляет вниманию читателя свое видение сложившейся ситуации.
Данными промышленной эксплуатации и параллельными испытаниями катализаторов КС и УВКО в лабораториях ВНИИУС (№4 – Вильданова А.Ф. и №12 – Ахмадуллиной А.Г.) было установлено /НП и НХ №2, 1993г,с.19-23/, что УВКО эффективен при обезвреживании стоков, содержащих только сульфидную серу. При обезвреживании стоков, содержащих наряду с сульфидами меркаптидные соединения, а также при регенерации меркаптидсодержащих щелочных растворов с установок демеркаптанизации легкого углеводородного сырья предпочтительно использование катализаторов типа КС.
Практика показала, что «Главный недостаток» гетерогенных катализаторов типа КС и УВКО – загрязнение их активной поверхности элементной серой, о котором упоминают авторы сайта, присущ только широко используемому институтом катализатору УВКО, углеродная природа которого катализирует эту реакцию. По этой причине на Рязанском НПЗ, где использовался этот катализатор /«ХТТМ» № 10 за 1991г./, дважды в месяц производилась паровая продувка клапана от отложений серы на выходе отработанного воздуха из реактора. На установках обезвреживания сульфидных конденсатов с установок каткрекинга Павлодарского, Московского, Мажейкского, Омского, Уфимского ОЛ НПЗ, работавших на катализаторе серии КС, образования элементарной серы не наблюдалось.
Более низкая активность гетерогенных катализаторов КС и КСМ, обуславливающая больший объем реакционной зоны (разовые капзатраты), с лихвой компенсируется несравнимо более длительным сроком их службы – более 10 лет, против 3-4х месяцев в случае гомогенных катализаторов (эксплуатационные затраты), простотой обслуживания и сокращением объема капзатрат за счет исключения из схемы узла приготовления катализаторного комплекса (2х емкостей и 2х насосов).
Высокая термо- и хемостойкость гетерогенного катализатора КСМ позволяет регулировать кинетику процесса изменением температуры или расхода газа-окислителя. В случае гомогенных катализаторов, обладающих низкой термохимической устойчивостью, на кинетику процесса можно влиять только их концентрацией. Повышение температуры выше 50?С ведет к распаду гомогенного катализатора, а повышение расхода кислорода – к образованию дисульфидов вне регенератора и загрязнению ими очищаемого продукта с повышением содержания в нем общей серы /НП и НХ №12, 1987г., с.14/.
Наше утверждение о том, что при регенерации меркаптидсодержащих щелочных растворов на гетерогенных катализаторах КС и КСМ существенно сокращается расход щелочи и объем стоков с блоков демеркаптанизации сжиженных газов обосновано данными более чем 20-летней эксплуатации катализаторов КС и КСМ при демеркаптанизации ББФ на установках каткрекинга Мажейкского, Московского, Уфимского, Омского, Лисичанского НПЗ. Если при использовании гомогенного катализатора замена щелочного раствора вместе с растворенным в нем катализатором на Рязанском НПЗ осуществлялась 3-4 раза в год, то на перечисленных установках с катализаторами КС и КСМ это происходит не чаще 1 раза в год.
В силу специфических свойств полимерного носителя катализаторов КС и КСМ процесс окисления меркаптидов в их присутствии идет с образованием продуктов более глубокого окисления, чем на гомогенных катализаторах. Образующиеся при этом кислородсодержащие продукты – сульфинаты и тиосульфонаты, являясь сорастворителями меркаптанов, улучшают экстрагирующую способность щелочного раствора и ускоряют его регенерацию. Это позволяет доводить глубину отработки активной щелочи до 1-3%масс.
В процессах Мэрокс и ДМД-2, использующих гомогенные катализаторы, остаточное содержание активной щелочи должно составлять не менее 6%масс., по достижении которой щелочной раствор вместе с растворенным в нем фталоцианиновым катализатором сбрасывается с установки, загрязняя заводские стоки щелочью и солями кобальта. Следует заметить, что при использовании катализаторов КС и КСМ попадание солей металлов в стоки исключено.
Ахмадуллина А.Г.
