در اکثر واکنش سولفید‌هیدروژن با سود، بسته به PH محلول ممکن است که بی‌سولفید‌سدیم[۲۴] یا سولفید‌سدیم[۲۵] تولید شوند. در PH های پایین‌تر (۱۲-۱۰) تشکیل نمک بی‌سولفیدسدیم غالب است درحالی‌که در PH های بالاتر (بالاتر از ۱۲) نمک سولفیدسدیم بیشتر تشکیل می‌شود. به دلیل اینکه سولفیدهیدروژن اسید ضعیفی است، در PH های کمتر از ۸، محلول به‌اندازه کافی قلیایی نیست و درنتیجه سولفیدهیدروژن جداسازی نمی‌شود.

(استخراج)

CO2 + ۲NaOH → Na2CO3 + H2O

نباید فراموش کرد که در PH های بالای ۱۰، دی‌اکسید‌کربن توسط محلول سود جذب‌شده و در اثر واکنش آن با سود نمک کربنات‌سدیم[۲۶] تشکیل می‌شود که مطلوب نیست. در اثر تشکیل این نمک علاوه بر بالا رفتن مصرف سود، به دلیل رسوب این نمک مشکلات گرفتگی در سیستم به وجود خواهد آمد.
بنابراین درصورتی‌که غلظت دی‌اکسیدکربن زیاد باشد (۶۵ درصد)، مقداری دی‌اکسیدکربن توسط جریان گاز جذب‌شده و درنتیجه مقدار سود بیشتری مصرف می‌گردد و کربنات‌سدیم تولید می‌شود [۱۹ و ۱۸ و ۴].

COS + 4NaOH → Na2S + Na2CO3 + ۲H2O (استخراج)
مکانیزم واکنش سولفید‌کربنیل با سود به‌صورت زیر است:
COS + H2O ⇆ H2S+ CO2
H2S + 2NaOH → Na2S + H2O
CO2 + ۲NaOH → Na2S + H2O
CO2 + ۲NaOH → Na2CO3 + H2O
ثابت تعادلی برای واکنش تعادلی سولفیدکربنیل با آب در جدول (۲-۱) ارائه‌شده است.
جدول ۲-۱- ثابت تعادلی برای واکنش سولفیدکربنیل و آب [۲۰]

دما (درجه سانتی‌گراد)

۱/۳۸×۱۰– ۶

۲۰

۳/۱۶×۱۰-۵

۱۰۰

۳/۶۴×۴-۱۰

۲۰۰

۸/۱×۱۰-۳

۳۰۰

۴/۵×۱۰-۲

۴۰۰

CS2 + ۶NaOH → ۲Na2S + Na2CO3 + ۳H2O
درصورتی‌که ناخالصی‌های سولفیدهیدروژن[۲۷]، سولفیدکربنیل[۲۸] و دی‌سولفیدکربن[۲۹] در برج پیش شستشو جدا نشوند و همراه مرکاپتان‌ها وارد برج استخراج بشوند مشکلات زیر به وجود می‌آید:
سود به‌صورت بازگشت‌ناپذیر مصرف می‌شود چراکه بازیابی سود از اکسیداسیون سولفیدسدیم[۳۰] به‌راحتی امکان‌پذیر نیست و درنتیجه بخشی از محلول سود دائماً هدررفته و باید به سیستم اضافه شود.
در اثر حضور سولفیدهیدروژن[۳۱] همان‌گونه که واکنش‌ها نشان می‌دهند سولفات سدیم در اکسیدایزر تولید می‌شود. تولید سولفات سدیم و یا به‌عبارت‌دیگر اکسیداسیون سولفیدسدیم[۳۲] هشت برابر اکسیداسیون سدیم مرکاپتاید[۳۳] اکسیژن مصرف می‌کند. درنتیجه عدم امکان تزریق اکسیژن کافی یک عامل محدودکننده برای احیاء سود می‌باشد و این امر منجر به تجمع سولفیدهیدروژن در محلول سود احیاشده می‌شود.
حضور نمک‌های سدیم در سود، قدرت سود را در جذب مرکاپتان‌ها در برج استخراج کاهش می‌دهد.
چون نمک‌های سدیم در فرایند تجمع می‌کنند، ته‌نشینی آن‌ها منجر به مشکلات گرفتگی[۳۴] در سیستم می‌گردد [۱۹ و ۱۸ و ۴].
۲-۴- کاتالیست فرایند مرکاپتان‌زدایی توسط سود
قدرت کاتالیست در تسریع واکنش اکسیداسیون مرکاپتان‌ها به دی‌سولفیدها، مبنای تمام انواع فرآیندهای مرکاپتان‌زدایی از گاز مایع توسط محلول سود می‌باشد. کاتالیست رایج در صنعت برای احیای محلول سود در کلیه فرآیندهایی که از سودسوزآور برای مرکاپتان‌زدایی استفاده می‌کنند عبارت است از سولفونیتد‌کبالت‌فتالوسیانین[۳۵]. این ماده شیمیایی در حالت طبیعی به‌صورت مایع بوده، خیلی سمی نیست و معمولاً محلول ۳۰ درصد وزنی آن در آب با محلول سود ترکیب‌شده و در فرایند بکار برده می‌شود [۱۹ و ۱۸]. شرکت‌های تأمین‌کننده کاتالیست‌های شیرین‌سازی، ازجمله کاتالیست سولفونیتدکبالت‌فتالوسیانین، عبارتند از شرکت اکسنس[۳۶]، شرکت اِل‌اِل‌سی[۳۷] و یواُپی[۳۸]. این کاتالیست دارای نام‌های تجاری مختلف می‌باشد و برحسب اینکه تولیدکننده آن شرکت یواُپی، شرکت اکسنس یا شرکت اِل‌اِل‌سی باشد، به ترتیب ممکن است کاتالیست مراکس[۳۹] یا اِل- سی- پی- اس[۴۰] و یا غیره نامیده شود. ساختار مولکولی کاتالیست مذکور در زیر آورده شده است.
شکل ۲-۳- ساختار مولکولی کاتالیست سولفونیتدکبالت‌فتالوسیانین [۵]
-R: -So3H-, cl-, OH-, Br-

موضوعات: بدون موضوع  لینک ثابت


فرم در حال بارگذاری ...