Petrolün ve ürünlerinin istenmeyen kükürt bileşiklerini uzaklaştırmak için işlenmesi ve kükürtten arındırılmasının karmaşıklığı, malzemenin karmaşık bileşiminden ve çok çeşitli sülfürik bileşiklerden kaynaklanmaktadır. Ham petrol karbon, hidrojen, kükürt, oksijen ve nitrojenden oluşur. Çoğunlukla nikel ve vanadyum olmak üzere küçük metal parçaları vardır. Hidrokarbonlar, petrolün toplam bileşiminin %75’ini oluşturur. Kükürt her türlü ham petrolde bulunur, içeriği tatlı ham için %0,3’ten ekşi ham için %3-8’e kadar değişir, çeşitli kükürt bileşiklerinin sayısı ise 250’ye ulaşır.

Ekşi ham petrolün çıkarılmasının artması kükürt gidermeyi her zamankinden daha önemli bir öncelik haline getiriyor. Geleneksel ön kükürt giderme işleminin sorunları, ekstrakte edilen kükürt bileşiklerinin yanı sıra pahalı katalizörler de dahil olmak üzere büyük miktarlarda kimyasallara yönelik seçicilikten kaynaklanabilir. Araştırmalar, hidrodinamik kavitasyonun ham petrol üzerindeki etkilerinin kükürt gidermeyi teşvik ettiğini göstermektedir. Kavitasyonun en umut verici yolu, AVS olarak da bilinen ferromanyetik parçacık girdap katmanı cihazıdır.

Geliştirilmekte olan teknoloji, istenmeyen safsızlıkların miktarının azaltılmasının yanı sıra, petrol rafinerilerindeki uygulamalara yönelik pek çok başka gereksinimi de karşılamalıdır. Yeni teknolojinin temel hedefleri arasında termal ve katalitik kırma için enerji ve kimyasal tüketimini en aza indirmek yer alıyor. Sıvı hidrokarbonların AVS girdap katmanı cihazında kavitasyon yoluyla işlenmesi büyük umut vaat ediyor.

Kükürt giderme işleminde çok sayıda ferromanyetik elementin ham petrol üzerindeki yoğun hareketinin etkisini doğrulamak için kükürt ve organik kükürt bileşiklerinin miktarını azaltmak için bir dizi deney yapıldı. Deney, 1 litrelik manyetik olmayan malzeme işleme odasına sahip bir laboratuvar test makinesinde 70°C’de gerçekleştirildi.

Hazne, işlemden önce belirli miktarda ferromanyetik element ve ardından yağ ile dolduruldu. Ünite çalıştırıldı ve belirli bir süre sonra işlenmiş yağ boşaltıldı, çöktürüldü ve kükürt bileşikleri içeren emülsiyondan ayrıldı. Ayrılan yağ tekrar makinede işlendi.

AVS’deki kükürt giderme işleminin kalitesi, her 10 saniyede bir işlenmiş yağ örnekleri alınarak belirlendi. Optimum işlem koşullarını (zaman) belirlemek için, içerik kaldırma oranının işlem süresinin fonksiyonu olarak bağımlılığı bulundu. İşlem süresinin 40 saniyeyi geçmemesi gerektiği belirlendi. Daha uzun işlem süresi kükürt giderme işleminin verimliliğini azaltır.

Testin sonuçları Tablo 1’de listelenmiştir.

Tablo 1 – Deney sonuçları [Kuimov, 2018]

№	Parametre	İşlem süresi, saniye
		0	10	20	30	40
1	Ağırlıkça kükürt, %	2,8	1,68	0,28	0,12	0,08
2	Ağırlıkça kükürt, %	2,8	1,64	0,31	0,09	0,05
3	Ağırlıkça kükürt, %	2,8	1,67	0,27	0,08	0,06
4	Ağırlıkça kükürt, %	2,8	1,66	0,28	0,1	0,07
5	Ağırlıkça kükürt, %	2,8	1,65	0,31	0,07	0,05
6	Ağırlıkça kükürt, %	2,8	1,63	0,28	0,08	0,05
7	Ağırlıkça kükürt, %	2,8	1,68	0,29	0,11	0,08
8	Ağırlıkça kükürt, %	2,8	1,69	0,27	0,08	0,04
9	Ağırlıkça kükürt, %	2,8	1,65	0,28	0,09	0,07
10	Ağırlıkça kükürt, %	2,8	1,67	0,28	0,08	0,06

AVS cihazında deneysel ham petrol kükürt giderme sürecinde aşağıdakiler bulundu:

• Seçilen faz bağlantı programlarına göre en az 120 mikrodöngü ile 1 kg hammaddedeki kükürt içeriğini 80 ppm’e düşüren en verimli işlem sağlandı.
• Yüksek reaktif güç ve buna karşılık gelen düşük güç oranı nedeniyle AVS çalışması, tesisin güç kaynağı sistemindeki reaktif güç dengesini önemli ölçüde etkileyecektir.

Deneylerdeki kükürt giderme verimliliği aralığı, işlem süresine bağlı olarak %40 ila %97 arasında değişmiştir. Başka bir deyişle, büyük miktarda ferromanyetik elementin 40 saniye boyunca yoğun hareketinin etkisi, ham petrol numunesindeki kükürt ve kükürtlü bileşiklerin içeriğini ortalama %97 oranında azaltır. Daha uzun işlem süresi, işlemin verimliliğini önemli ölçüde azaltır.

AVS’nin uygulanması için elde edilen sonuçlar ve bulunan bağımlılıklar, sıvı hidrokarbon kükürt giderme tesislerinin tasarlanmasında kullanılabilir.

Yukarıdakiler dikkate alındığında, geliştirilen ham petrol kükürt giderme yönteminin gizli bir ikincil bileşene sahip bir elektromekanik dönüştürücüde uygulanması, petrol mini rafinerilerinde mümkündür. Bu çevre dostu ve ucuz kükürt giderme yöntemi, ürünlerin çeşitliliğini ve kalitesini artırabilir. Mini rafinerilerin analizine göre her tesis 4 ile 10 ton arasında ham petrol işliyor. Bu nedenle yeni teknoloji 24 saatte 8 ton kapasiteye göre tasarlanacak.

AVS saatte 0,15 tona kadar malzemeyi verimli bir şekilde işleyebilir. Kapasiteyi artırmak için, bir yağ besleme hattına birden fazla AVS modülü ardı ardına kurulabilir ve toplam kapasiteyi artırmak için AVS paralel olarak kurulabilir.

Ardışık olarak yerleştirilen iki AVS sistemi, 24 saatte yaklaşık 5 ton ham petrol işleyebilmektedir.

Kapasiteyi 24 saatte 10 tona çıkarmak için iki çift AVS modülü ardı ardına kurulabilir.

Bu nedenle 24 saatlik kapasite başına 10 ton için aynı güç gereksinimlerine sahip dört AVS ünitesinin gerekli olduğu tahmin edilmektedir.

Aynı zamanda AVS bazlı ham petrol kükürt giderme sistemi tasarlanırken bu cihazların düşük güç oranlarının da dikkate alınması gerekir. Tasarım, reaktif güç kompanzasyon cihazlarının ek maliyetlerini de içermelidir.