Merox

Merox is een afkorting voor mercaptaan oxidatie. Het is een proces dat raffinaderijen toepassen om mercaptanen uit processtromen te verwijderen. Bijvoorbeeld:

• overhead van atmosferische destillatie (C2, C3 & C4 fracties)
• kerosine
• fluid catalytic cracking (FCC of catcracker producten)

Wereldwijd staan zo'n 1700 Merox units opgesteld.

Mercaptanen

Mercaptanen is een verzameling verbindingen die bestaat uit een koolwaterstof keten eindigend op een zwavelwaterstof groep (thiol). De olie-industrie gebruikt nog steeds de verouderde naam mercaptaan, waar de officiële aanduiding voor deze groep stoffen thiolen is.

Als formule kort men mercaptanen meestal af als R-SH, waarbij de R dan staat voor het alifatische deel van het molecuul:

• methylgroep: HS-CH₃
• ethylgroep: HS-CH₂-CH₃
• propylgroep: HS-CH₂-CH₂-CH₃
• ...

Mercaptanen vertonen (chemisch) grote overeenkomst met het zure waterstofsulfide; ze gedragen zich ook als een zwak zuur. Vandaar dat (met name Amerikanen) Merox ook wel Merox sweetening genoemen. De voeding van een Merox moet echter vrij van waterstofsulfide zijn; vandaar dat men vaak een voorwas toepast met caustic, die het proces dan daarna niet verder meer gebruikt.

Processtappen

Het proces zijn simpelste vorm (zonder voorwas)

Het proces bestaat uit drie stappen:

• Mercaptaan extractie uit de processtroom met behulp van natronloog
• Mercaptaan oxidatie tot disulfiden R-S-S-R
• Afscheiding van de olie- (disulfiden) van de waterfase (loog)

Waar nodig kan een voorgeschakelde extra kolom - als vierde stap - waterstofsulfide uit de voeding verwijderen.

Chemie

De bruto reactie van voeding tot disulfiden laat zich beschrijven als:

4 R-SH + O₂ → 2R-S-S-R + 2H₂O

Hierin zijn covalente bindingen weergegeven met een streepje (-) en - min of meer - ionogene verbindingen direct achter elkaar geschreven.

Extractie

In de eerste stap breng het proces de mercaptanen in contact met de loog oplossing (NaOH). De oplossing van loog is een geïoniseerde:

NaOH (s) → Na⁺ + OH⁻

Mercaptaan reageert met deze oplossing als een (zwak) zuur; het geeft z'n waterstof atoom af als een proton (H⁺):

R-SH + Na⁺ + OH⁻ → Na⁺ + R-S⁻ + H₂O

De Mercaptaan is nu opgelost als een natrium mercaptide zout.

De behandelde oliefractie - die nu geen mercaptaan meer bevat - verlaat de extractie kolom aan de bovenzijde.

Oxidatie

Voor de oxidatie reactie is zuurstof nodig. Deze injecteert men voor de reactor, samen met de benodigde katalysator. De reactie brengt de ionogene mercaptide terug naar een oliefractie:

4 Na⁺⁻S-R + O₂ + 2 H₂O → 2R-S-S-R + 4 Na⁺OH⁻

De olie achtige disulfide (R-S-S-R) heeft geen enkele affiniteit met de waterige loog oplossing en ontmengt.

Scheiden

De laatste stap is het scheiden van de drie fasen die de processtroom nu bevat in een drum:

• de waterige vloeistoffase - deze zakt in de loog-settler naar de bodem en een pomp recirculeert deze terug naar de extractie kolom
• de olie-achtige vloeistoffase - deze drijft bovenop en loopt over een weir-plate (en) (waterkering) af; meestal wordt deze ontzwaveld in een zogenaamde hydrodesulphurizer.
• de gasfase met overtollige lucht - deze verdwijnt uit de loog-settler aan de bovenzijde via een drukgeregelde afblaas.

Externe link

• (en) "Merox"

Bronnen, noten en/of referenties