Ứng dụng NaOH trong xử lý Naphtha ngành công nghiệp chế biến dầu khí

Naphtha là một hỗn hợp hydrocarbon lỏng được làm từ dầu thô thông qua quá trình tinh chế. Nó là một chất lỏng có kích thước nhẹ đến trung bình với các thành phần chính của ankan, xiclalkan và hydrocarbon thơm, với số lượng carbon từ C5 đến C12. Naphtha là một vật liệu đa năng được sử dụng làm tiền thân cho nhiều loại sản phẩm, bao gồm xăng, hóa dầu, dung môi và nhiên liệu cho động cơ phản lực. Nó cũng được sử dụng như một chất tẩy rửa, sơn sơn và là một thành phần của nhiều sản phẩm tiêu dùng như chất kết dính, mực và lớp phủ.

Quá trình phá vỡ mạch carbon thu thập naphtha chứa nhiều tạp chất như hydro sunfur-h2s, mercaptans (thiols), phenol (ROH) ảnh hưởng đến chất lượng xăng và có thể gây ra sự ăn mòn của nhà máy lọc dầu nếu không được loại bỏ. Một trong những cách phổ biến để loại bỏ các tạp chất này là sử dụng NaOH.

Cơ chế phản ứng:

H2S + 2naoh → Na2s + 2 H2O sau đó 2 Na2s + 2 O2 + H2O —-> NA2S2O3 + 2 NaOH

RSH + NaOH → NARS + H2O sau đó 4 NARS + O2 + 2 H2O —-> 2 RSSR + 4 NaOH

Phenol + NaOH → C6H5ONA + H2O

Hydro sulfide phản ứng với NaOH dẫn đến sự hình thành natri sulfide (NA2S) và nước (H2O). Phản ứng giữa Mercaptans và NaOH dẫn đến sự hình thành NARS và giải phóng O2. Phản ứng giữa phenol và NaOH tạo thành natri phenoxide (C6H5ONA) và nước (H2O). Phản ứng này tương tự như phản ứng giữa các axit hữu cơ khác với NaOH và cũng có thể được sử dụng để loại bỏ các axit hữu cơ khác khỏi Naphtha.

Quá trình xử lý

Đầu tiên trong quá trình này, trộn naphtha với dung dịch NaOH, dẫn đến sự hình thành muối natri của các hợp chất lưu huỳnh và phenol.

Sau đó, oxy chứa trong pha hydrocarbon của bộ khuếch đại thành pha NaOH để oxy hóa để tiếp tục các hợp chất vừa tạo ra thành các hợp chất bền vững hơn. NA2S bị oxy hóa để tạo thành Na2S2O3 và NARS bị oxy hóa thành RSSR trong dung dịch nước. Do khả năng hòa tan trong các dung dịch nước khác nhau, NA2S2O3 vẫn ở trong dung dịch NaOH và RSSR sẽ khuếch tán trở lại pha hydrocarbon. Do đó, việc xử lý Naphtha với NaOH chỉ thay đổi dạng hợp chất lưu huỳnh, hiếm khi thay đổi tổng lượng lưu huỳnh có trong hydrocarbon.

Phản ứng tách H2S và quá trình oxy hóa của hợp chất này diễn ra ở tốc độ cao hơn so với phân tách Mercaptans và phản ứng oxy hóa. Mercaptans có trọng lượng phân tử ánh sáng, tốc độ phản ứng diễn ra nhanh hơn các phân tử nghiêm trọng. Quá trình oxy hóa sẽ hoàn trả một phần của lượng NaOH được tiêu thụ trước đó. Vấn đề là quá trình oxy hóa tạo ra nước loãng để trộn dung dịch NaOH, vì vậy sau một thời gian, cần phải thay thế dung dịch NaOH bằng một giải pháp mới để đảm bảo nồng độ phù hợp cho phản ứng. Áp dụng tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm.

Dung dịch NaOH cho quá trình oxy hóa được sử dụng theo lô. Dung dịch NaOH sẽ dần dần pha loãng do lượng nước được tạo ra trong quá trình oxy hóa và do mức tiêu thụ một phần vào phản ứng tách H2S và một số tác dụng phụ khác. Nếu nồng độ NaOH trong dung dịch NaOH quá thấp, thương hiệu không cao, thì Mercaptans không cao, hàm lượng Mercaptans trong sản phẩm sẽ tăng dần. Nồng độ NaOH trong dung dịch tối thiểu đạt 4% khối lượng. Khi nồng độ NaOH thấp cần được thay thế bằng một giải pháp mới. Một phần của dung dịch NaOH được loại bỏ và đưa vào thiết bị trung hòa NaOH trong nhà máy. Dung dịch NaOH mới sẽ được thêm vào với dung dịch nồng độ cao hơn để tăng cường nồng độ NaOH trong thiết bị.

Quá trình thay thế dung dịch NaOH không làm gián đoạn hoạt động tổng thể của toàn bộ hệ thống. Giải pháp NaOH trước tiên được loại bỏ ở mức được phép thấp nhất trong khi quá trình xử lý tiếp tục được thực hiện. Lượng dung dịch NaOH ngay lập tức được thêm vào với dung dịch NaOH mới đến mức chất lỏng làm việc bình thường của thiết bị. Thời gian để giải pháp để thay thế dung dịch phụ thuộc vào hàm lượng H2S và CO2 trong các thành phần naphtha. Lượng tạp chất càng nhiều, thời gian phục vụ của một lô NaOH càng ngắn.

Ngoài ra, tốc độ của dung dịch kiềm càng nhanh, tốc độ tách Mercaptans càng nhanh. Tuy nhiên, nó sẽ làm tăng lượng dung dịch kiềm, dẫn đến pha hydrocarbon gây khó khăn cho việc tách sau này. Vì vậy, cần phải xác định tốc độ lưu hành của dung dịch kiềm tối ưu tương ứng với khả năng xử lý Naphtha.