فرآیند کاتالیستی مراکس Merox

راحله بیاتی – کارشناس ارشد فرآیند

تحریریه رسانه ایران کاتالیست

فرآیند Merox که توسط شرکت UOP طراحی شده، یکی از روش‌های برجسته برای شیرین‌سازی گازها و سوخت‌ها است که به منظور حذف مرکاپتان‌ها (Mercaptans) و هیدروژن سولفید (H₂S) از ترکیبات مختلفی نظیر LPG (گاز مایع نفتی)، نفتای سبک، نفت سفید و سوخت جت استفاده می‌شود. هدف اصلی این فرآیند، کاهش ترکیبات گوگردی و بهبود کیفیت سوخت‌ها و گازهای پالایشگاهی است.

عملکرد و اجزای فرآیند Merox

فرآیند Merox به طور کلی برای تصفیه و شیرین‌سازی گازها و سوخت‌ها طراحی شده است. این فرآیند عمدتاً در دو حالت مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد: یکی برای LPG و دیگری برای سوخت جت. هر یک از این کاربردها دارای ویژگی‌های خاص خود هستند، اما اساس این فرآیند در تمامی موارد مشابه است.

1. مرکاپتان‌زدایی از LPG:

برای LPG، فرآیند Merox شامل دو مرحله اصلی است:

• مرحله اول – استخراج مرکاپتان‌ها: در این مرحله، خوراک (LPG) وارد برج استخراج سینی‌دار می‌شود که در آن از محلول حاوی آب، سود (NaOH) و کاتالیست استفاده می‌شود. در این بخش، مرکاپتان‌ها در محلول حل شده و از LPG جدا می‌شوند.
• مرحله دوم – احیا و اکسیداسیون: در این مرحله، محلول آبی که مرکاپتان‌ها در آن حل شده‌اند، گرم شده و اکسید می‌شود. اکسیداسیون باعث تبدیل مرکاپتان‌ها به دی سولفیدهای آلی می‌شود که مایعاتی هستند که در آب حل نمی‌شوند و از محلول آبی جدا می‌شوند.

این فرآیند به‌گونه‌ای طراحی شده است که خوراک وارد شده (LPG) باید ابتدا از ترکیبات هیدروژن سولفید (H₂S) پاک شود، به همین دلیل خوراک ابتدا از طریق یک سری مواد قلیایی محلول در آب، که به اصطلاح «پیش شستشو» نامیده می‌شود، شستشو داده می‌شود تا هیدروژن سولفید از بین برود.

2. مرکاپتان‌زدایی از سوخت جت:

فرآیند Merox برای سوخت جت نیز شامل یک مرحله مشابه است:

در این فرآیند، سوخت جت یا نفت سفید با هوای فشرده مخلوط شده و وارد راکتور می‌شود که در آن از بستر ثابت کاتالیست استفاده می‌شود. کاتالیست‌ها در این مرحله به‌طور عمده از دانه‌های زغالی تشکیل شده‌اند که با کاتالیست‌های مخصوص آغشته شده‌اند. همانند فرآیند LPG، این مرحله نیز نیازمند یک پیش شستشو برای حذف هیدروژن سولفید از خوراک است.

نکات مهم فرآیند Merox

• محیط قلیایی: برای انجام فرآیند Merox، محیط قلیایی مورد نیاز است که می‌تواند از محلول آبی سدیم هیدروکسید (NaOH) یا آمونیاک تشکیل شود. این محیط‌های قلیایی کمک می‌کنند تا مرکاپتان‌ها از گاز یا سوخت جدا شوند.
• کاتالیست‌ها: فرآیند Merox برای عملکرد بهتر نیازمند استفاده از کاتالیست‌های ویژه است. دو نوع کاتالیست در این فرآیند استفاده می‌شود:
  • کاتالیست محلول در آب که در مرحله استخراج استفاده می‌شود.
  • کاتالیست روی زغال‌چوب که برای فرآیندهای مختلف دیگر به کار می‌رود.
• UOP Merox WS-2: شرکت UOP یک کاتالیست مخصوص به نام UOP Merox WS-2 برای این فرآیند معرفی کرده است که به‌ویژه برای فرآیندهای مربوط به شیرین‌سازی سوخت جت طراحی شده است.

نتیجه‌گیری

فرآیند Merox یک روش مؤثر برای حذف مرکاپتان‌ها و هیدروژن سولفید از LPG، نفتای سبک، نفت سفید و سوخت جت است. این فرآیند به‌ویژه برای پالایشگاه‌ها و صنایع نفت و گاز کاربرد دارد و بهبود کیفیت سوخت‌ها و گازهای پالایشگاهی را از نظر میزان ترکیبات گوگردی فراهم می‌آورد. استفاده از محیط قلیایی و کاتالیست‌های مخصوص، این فرآیند را به یک روش موثر و کاربردی در صنایع مختلف تبدیل کرده است.