Серосодержащие соединения в нефти и ее вредное влияние на нефтяное оборудование

Серосодержащие соединения наиболее вредны как при переработке, так и при использовании нефтепродуктов. Они отрицательно влияют на многие эксплуатационные свойства нефтепродуктов. У автомобильных бензинов снижается  приемистость к ТЭС, стабильность, способность  к нагарообразованию, коррозионную агрессивность. При сгорании сернистых  соединений выделяются SO₂  и SO₃, образующие с водой коррозионно- агрессивные сернистую и серную кислоты. Серный ангидрид (SO₃) сильнее, чем (SO₂) влияет на нагарообразование, износ и коррозию в двигателе, а также на качество масла. При наличии SO₃ в продуктах сгорания повышается точка росы и тем самым облегчается конденсация H₂SO₄  на стенках гильз цилиндров и усиливается коррозия. При воздействии на масло H₂SO₄ образуются смолистые продукты, образующие затем нагар, обладающий в результате повышенного содержания серы большой плотностью и абразивностью и способствующий износу двигателя.

Сернистые соединения могут  вызывать временное обратимое отравление. Вместе с тем, при длительном воздействии  сернистых соединений, отравление зачастую бывает необратимым.  Отравление сернистыми соединениями избирательно ведет к  падению активности катализатора лишь в отношении реакций ароматизации углеводородов. При этом возрастает расщепляющее действие катализатора. Снижение скорости реакции ароматизации, с одной стороны, и усиление реакций  распада, c другой, вызывает нарушение селективности процесса, ослабление гидрирующей функции катализатора ведет за собой также более быстрое закоксование катализатора. Наиболее чувствительны к действию сернистых соединений полиметаллические ренийсодержашие катализаторы.

Сернистые соединения имеют  характер либо открытых, либо замкнутых  цепей. Примером первых являются алкил-сульфиды и меркаптаны. Многие сернистые соединения нефти представляют собой производные  тиофена - гетероциклического соединения, молекула которого построена как  бензольное кольцо, где две CH-группы заменены на атом серы. Большая часть сернистых соединений сосредоточена в тяжелых фракциях нефтей, соответствующих гидрированным тиофенам и тиофанам. Сера в нефтях - нежелательный компонент. Сернистые соединения обычно имеют резкий неприятный запах и часто коррозионноактивны как в природном виде, так и в виде продуктов горения. Для удаления серы и ее соединений разработано много специальных процессов очистки.

Повышение качества нефти  возможно за счет её переработки, а  именно удаления серы. Обессеривание  или десульфаризация продукта проводится методом разрушения или извлечения сераорганических соединений. Наиболее интересным для получения серосодержащих продуктов, конечно, является экстрактивный  метод.

Экстракционный метод — это достаточно технологически сложный процесс, чем «тяжелее» нефть, тем сложнее и дороже процесс каталитической гидроочистки. Связывание серы в сырой нефти происходит при введении катализаторов или адсорбентов, в некоторых случаях микроорганизмов. Процесс каталитической гидроочистки предполагает селективный вывод сернистых соединений путем молекулярного присоединения водорода к сере. На следующем этапе сероводород удаляется из очищенного сырья, после улавливается и опять преобразуется в водород и серу.

Наиболее перспективным  методом считаются методы «мягкого»  селективного обессеривания –биосульфаризации, при помощи которой проводится выборочное удаление соединений без деструкции других компонентов нефти. Например, плесневые грибы Stachybotrys способны удалять  до 76% сернистых соединений.

Наиболее технологически приемлемым для промышленности считается  метод очистки нефти с окислением сераорганических соединений гидропиридоксидами. Метод позволяет делать выборочную очистку при высокой скорости процесса. При этом сера подлежит последующей  обработке, а выделение серы происходит в щелочной среде.

Существуют другие методы селективной очистки углеводородного  сырья от сераорганических соединений с различной эффективностью и  нагрузкой на экологию. На сегодняшний  день они большей частью не имеют  применения в промышленности, но весьма эффективные технологии обессеривания  предлагаются в комплекте к мини-установкам, которые могут использоваться небольшими предприятиями-переработчиками и на мини-НПЗ.

Информация о содержании серы в  нефти и нефтепродуктах имеет  большое значение. Наличие сернистых  соединений повышает токсичность выхлопных  газов, как за счет увеличения в них  концентрации оксидов серы и твердых  частиц, так и за счет снижения эффективности  и надежности работы каталитического  нейтрализатора. Поэтому анализ дизельного топлива следует проводить качественно. Также сера является компонентом, который  неблагоприятно влияет на качество получаемых продуктов переработки нефти. По этим причинам нефть и автомобильное  топливо подразделяются на классы по содержанию серы. Содержание серы также  нормируется в судовом топливе, топливе для реактивных двигателей, авиационном бензине, топочном мазуте и других нефтепродуктах.

                      Заключение.

В данной работе рассмотрен важный вопрос о влиянии серосодержащих соединениях в нефти и ее влияния на нефтяное оборудование. Проблема рассмотрена с разных аспектов и выражена наиболее ясно. Информация представляет интерес для работников нефтяной отрасли и изучающих нефтяное дело студентов, преподавателей и аспирантов.

Литература:

1.     Каминский Э.Ф., Хавкин В.А. Глубокая переработка нефти: технологический и экологическийаспекты. М., 2001;

2.     Сергиенко С.Р., Таимова Б.А., Талалаев Е.И. Высокомолекулярные неуглеводородные соединения нефти. Смолы и асфальтены. М., 1979;

3.     Шахнович М. И.; Справочник под ред. В.М. Школьникова, Топлива. Смазочные материалы. Технические жидкости, М., 1999;