مقدمه
گازی که از منابع گازی حاصل می شود، حاوی مقادیری ناخالصی مانند سولفید هیدروژن، دی اکسید کربن، سولفید کربنیل، دی سولفید کربن و . . . همراه دارد که اصطلاحاَ گاز ترش نامیده می شود. وجود این گازهای اسیدی باعث ایجاد مشکلات خوردگی در صنایع نفت و گاز پتروشیمی می گردد. حذف این گازهای اسیدی صرف نظر از ایجاد مشکلات خوردگی که سالانه باعث از بین رفتن میلیونها دلار سرمایه می گردد، از نقطه نظر سمی بودن و یا ایجاد گازهای سمی بسیار مهم است. گاز سولفید هیدروژن که مهمترین ناخالصی به شمار می آید، از لحاظ سمی بودن قابل مقایسه با سیانید هیدروژن است و طبق استاندارد بین المللی مقدار آن در جریان گاز نباید از ppm 4 بیشتر باشد. بنابراین گاز پس از طی یک سری فرآیندها، گازهای اسیدی‌اش را از دست داده و به گاز شیرین تبدیل می‌گردد. فرآیندهایی که جهت تصفیه گاز به کار می‌روند با توجه به شرایط متفاوت بسیار متنوع می‌باشند. در حال حاضر آلکانل آمینها به طور گسترده در صنایع تصفیه گاز به عنوان حلال برای جذب هیدروژن سولفاید و دی اکسید کربن به کار می‌روند . بنا براین حفظ کیفیت آمین یکی از اساسی ترین موضوعاتی است که برای بهبود عملکرد سیستم شیرین سازی گاز مورد برسی قرار می گیرد. خوردگی بیش از اندازه و اتلاف حلال آمین، دو موضوعی است که بیشترین هزینه عملیاتی را در سیستم آمین به وجود می آورد. هر ساله واحدهای عملیاتی بیشتری وادار به انجام یک سری برنامه هایی جهت برسی حفظ کیفیت آمین می شوند. این برنامه ها عبارتند از :
- برسی آلودگی های آمین توسط آنالیز آزمایشگاهی منظم
- کاهش اتلاف آمین توسط بررسی عامل اتلاف
- جدا سازی متناوب آلودگی ها برای رساندن کیفیت آمین در حد استاندارد های صنایع نفت و گاز
انجام این سه مورد به طور منظم، فرآوری مطلوب گاز و رساندن کیفیت آمین به یک حد مناسب را تضمین می کند، تا اینکه خوردگی و هزینه ها از حد مجاز تجاوز نکند. افزایش مقدار این آلودگی ها باعث تغییر خواص فیزیکی محلول آمین می شود، که این تغییر باعث کاهش قدرت حلالیت محلول آمین و افزایش خوردگی در سیستم می شود.
روش های مختلف فرآوری گاز طبیعی
قبل از پالایش گاز به روش‌های معمول، جهت حذف سولفید هیدروژن و دی اکسید کربن از جریان گاز طبیعی، از آهک که پس از استعمال دور ریخته می‌شد، استفاده می‌گردید. اولین بار در سال 1861 میلادیwurtz ، موفق شد که الکانل آمینها را از طریق گرما دادن الکانل کلرو هیدرین و آمونیاک به دست آورد. همچنین در سال 1897 میلادیknorr توانست اتانل آمینها را از ترکیب آمونیاک و اکسید اتیلن تولید نماید. در سال 1910 روش اکسید آهن ابتدا در انگلستان و سپس در سایر نقاط جهان گسترش پیدا کرد و پس از آن در سال 1920 روش کربنات پتاسیم به وسیله کمپانیkopper معرفی شد. در واقع این اولین روش تجارتی بود که گازهای اسیدی به وسیله مایع شستشو داده می‌شدند. روش استفاده از آمین در سال 1930 به ثبت رسید و در سال 1939 روش استفاده از مخلوط آمین و گلیکول پیشنهاد شد که پالایش و خشک نمودن گاز را هم زمان انجام می‌داد. روش‌های استفاده از حلال‌های فیزیکی، سولفینول، در سال 1965 به وجود آمد و روش فلور و استفاده از غربال‌های مولکولی به تدریج جایگزین روش‌های قدیمی گردید. فرآیندهایی که جهت تصفیه گاز به کار می‌روند با توجه به شرایط متفاوت، بسیار متنوع هستند. مهمترین این فرآیندها که در حال حاضر در پالایشگاه‌های دنیا مورد استفاده می‌باشند، عبارتند از:
- فرآیند جذب در مایع
الف- فرآیند جذب فیزیکی
ب- فرآیند جذب شیمیایی با واکنش برگشت‌پذیر
ج- فرآیند جذب شیمیایی با واکنش برگشت‌ناپذیر
د- فرآیند جذب شیمی-فیزیکی
- فرآیند جذب روی جامد
- فرآیند نفوذ غشایی
انتخاب هر یک از این روش‌ها برای پالایش گاز، مربوط به سلیقه شخصی نیست، بلکه به فاکتورهای مختلفی بستگی دارد که عبارتند از:
- فشار عملیات
- درجه حرارت گاز مورد پالایش
- نقطه جوش ماده پالایش‌کننده
- گرمای حاصل از فعل و انفعالات در داخل برج جذب‌کننده
- غلظت ماده مصرفی
- مقایسه قیمت مواد مورد نیاز
- سرویس‌های قابل دسترس مورد نیاز
- میزان خلوص مورد نیاز گاز تصفیه شده
- میزان و نوع ناخالصی‌های موجود در جریان گازهای ورودی به پالایشگاه‌ها
تصفیه گاز :
تصفیه گاز در حقیقت جدا کردن موادی نظیر هیدروژن سولفوره و گاز کربنیک از گاز طبیعی می باشد بیش از 70 درصد تاسیسات فرآورش گاز دارای تاسیسات شیرین سازی گاز می باشند ، معمولا گازهای ترش هم دارای ئیدروژن سولفوره هم محتوی گاز کربنیک می باشد کربونیل سولفید ( COS) و کربن دی سولفید ( CS2) مرکاپتانها و سایر مشتقات گوگرد نیز ممکن است در گاز طبیعی موجود باشند . تصفیه گاز از ئیدروژن سولفوره و سایر ترکیبات گوگردی باید مشخصات استاندارد گازهای شیرین برای فروش در بازار را برآورده نماید .
کاربرد میکروارگانیسم ها در تصفیه گاز 54 ص