مواد خام

الممتزات (الممتزات كبريتيد الهيدروجين) و استخدامها في صناعات النفط و الغاز

يمكن أن يصبح ممتز H2S البديل الأنسب اقتصاديا لعمليات تحلية الغاز/السائل العادي مثل الوحدة الأمينية أو لمنع تآكل كبريتيد الهيدروجين في العمليات ذات الركيزة الجافة.

كبريتيد الهيدروجين هو غاز سام للغاية و يوجد بكميات و تركيزات مختلفة في الطبيعة و يتم انتاجه كمادة ثانوية في العديد من التفاعلات الكيميائية الناتجة عن العمليات الصناعية. توجد هنالك عدة طرق لازالة هذا الغاز وفصله عن خليط الغازات ومنها استخدام محاليل الكانولامين او القلويات القوية. في كلتا العمليتين لم يتم إزالة غاز كبريتيد الهيدروجين تماما، بل إنها تخرج من البيئة المطلوبة فقط. بالنسبة للمحاليل الأمينية ، يجب إما حرق كبريتيد الهيدروجين المفصول أو تحويله في وحدات تشكيل الكبريت التي تدعى Claus. في طريقة الغسيل بالمحاليل القلوية ، يؤدي الاستهلاك العالي للمواد الكيميائية الضرورية والتخلص النهائي من هذه المحاليل إلى مشاكل بيئية.

الإزالة الفعالة لغاز كبريتيد الهيدروجين من صناعات النفط والغاز المنبع والمصب لها أهمية خاصة.

شركة شيميايي تصفية الرائدة في مجال مبيعات الممتزات كبريتيد الهيدروجين و ارسالها لجميع انحاء البلاد. للطلب و شراء هذه المنتج يمكنكم التواصل مع فريق الدعم عبر النت أو الاتصال المباشر مع الأرقام التالية

+989121486064

+982149013000

تحلية الغاز

تُعرف عملية إزالة كبريتيد الهيدروجين باسم تحلية الغاز و يمكن تقليل أو إزالة هذا العامل بمساعدة المواد الكيميائية. الغازات المستحصلة من مصادر البترول في الغالب تحتوي على كميات مختلفة من كبريتيد الهيدروجين و ثاني اكسيد الكربون. يُطلق على هذا الغاز الطبيعي اسم “الغاز الحامض” بسبب الرائحة الكريهة لاحتوائه على الكبريت.

الغاز الحامض هو غاز غير مرغوب فيه بسبب محتواه من الكبريت ، والذي يمكن أن يكون خطيرًا جدًا وسامًا للتنفس ، ويسبب تآكلًا شديدًا. بالإضافة الى ذلك، يمكن استخراج الكبريت الموجود في الغاز الحامض و بيعه كمنتج ثانوي.

كل جزيئي من الأمينات كحد أدنى يحتوي على مجموعة هيدروكسية (OH)  و مجموعة أمينو ( NH2 NH)  . تعمل مجموعة الهيدروكسي على زيادة الوزن الجزيئي ، مما يقلل من ضغط البخار ويزيد من قابلية ذوبان الأمينات في الماء ، ويخلق الأمينو طاقة أساسية كافية في محلول الأمين في الماء لامتصاص الغازات الحمضية.

في عام 1930 استخدم TEA كأول مادة أمينية لتحلية الغاز الحامض ، و في عام 1975 قام Perry و زملائه باستخدام DEA (ديثانولامين) لعملية التحلية و حصلوا على نتائج جيدة.

المشاكل التطبيقية للوحدات الأمينية

  • التآكل ( درجات الحرارة، الضغط، الشحنة الحمضية للمحلول، سرعت التدفق)
  • ظاهرة الرغوة
  • تلف المواد الكيميائية (الفساد، التبخر ، الحد من معيار الأمين)
  • قابلية الذوبان في الغازات غير الحمضية
  • ردود فعل لا رجعية
  • شوائب بشكل جسيمات صلبة

 

طرق الوقاية من التآكل

  • تثبيت انخفاض درجات الحرارة قدر الامكان
  • انخفاض الضغط في برج الإنعاش
  • استبعاد الاكسيجين
  • الترشيح المستمر و فصل الجسيمات المعلقة
  • حقن مادة كاوية في المحلول الأمين الدوّار
  • مراعاة الحد الأقصى لمدى الشحن للغازات الحمضية في المحلول الأميني الغني و الفعال
  • اضافة المواد المانعة
  • لا يجب أن تكون سرعة محلول الأمين في الحديد المضاد للصدأ أكثر من ft/s3  و في الفولاذ المقاوم للصدأ لا یکون آکثر من ft/s8 .
  • قطر الأكواع يجب أن يكون كبيرا.
  • قلة التغييرات في قطر الأنابيب ( الزيادة أو النقصان)
  • تدني الضغط المنخفض عند مدخل المضخات
  • NPSH المناسب للمضخات

 

التحلية بواسطة  الركائز الصلبة

استخدام المواد الصلبة لتحلية الغاز يعتمد على امتصاص الغازات الحمضية على السطح أو تفاعل المكونات على السطح.

استخدام الركيزة الصلبة تعتبر أفضل عملية لتحلية الغاز بكبريتيد الهيدروجين المنخفض والمتوسط ​​والميركابتان.

تتمتع هذه العملية بقابلية الإختيار و في الحالة العادية لا تقوم بامتصاص كميات كبيرة من ثاني اكسيد الكربون.

 

أكسيد الحديد – الإسفنج

تم تقديم هذه العملية في اواسط القرن التاسع عشر في انجلترا و لازالت تطبق بشكل خاص و على نطاق واسع.

في هذه العملية ، يتعرض الغاز الحامض الى أكسيد الحديد ، مما يؤدي إلى تكوين كبريتيد الحديد. عندما يصل الأكسجين (الهواء) إلى كبريتيد الحديد ، فإنه يحوله إلى أكسيد الحديد والكبريت.

استخدام أحادي ثنائي إيثانول أمين لإزالة غاز H2S: يستخدم محلول إيثانول أمين MDEA لإزالة H2S بشكل انتقائي. عملية امتزاز الغازات الحمضية بواسطة الأمين ، تتمثل في التفاعلات الكيميائية التالية:

H S + Amine Û Amine H+ + HS+ q

CO2 + H2O + Amine Û Amine COOH+ + OH + q

 

تطبيقات الممتزات كبريتيد الهيدروجين

تستخدم الممتزات كبريتيد الهيدروجين لأجل الحصول على الأهداف التالية:

  • ازالة H2S من تيار الغاز
  • ازالة H2S من السوائل الهيدروكربونية الحامضة
  • انخفاض  H2S في في غرفة بخار خزان السائل

من الضروري إزالة كبريتيد الهيدروجين عندما يؤدي وجود البكتيريا والمواد العضوية إلى إنتاج هذا الغاز الضار. يُعرف غاز كبريتيد الهيدروجين بأسماء مختلفة مثل ثنائي كبريتيد الهيدروجين و كبريتيد الهيدروجين وحمض الكبريتيك والغاز الحامض و حمض الكبد مما يجعل هذا الغاز يؤدي لإضطرابات تنفسية و في تركيزات خاصة يؤدي للموت. كما يمكن أن يؤدي وجود هذا المركب أيضًا إلى تقليل الكفاءة الكلية للنظام والموثوقية التشغيلية لأنه غاز آكال ويمكن أن يؤدي إلى تكوين كبريتيد الحديد.

تعتبر بكتيريا الكبريت أهم عامل في إنتاج غاز كبريتيد الهيدروجين الذي يتغذى على الكبريت ويحوله إلى كبريتيد الهيدروجين. في الواقع، بكتيريا الكبريت عامل للإنتاج و هذا في حال إن كبريتيد الهيدروجين نفسه ممكن أن يوجد في بعض الأحيان بشكل طبيعي في المياه الجوفية أو في النفط الخام. في هذه الحالة فإن فساد النباتات و تحليلها يكون بسبب إنتاج غاز كبريتيد الهيدروجين في المياه الجوفية.

بالتالي ممكن يوجد غاز كبريتيد الهيدروجين في النفط المستحصل أو المياه الخارجة من العديد من الآبار العميقة. يتم إنتاج هذه البكتيريا و نموها بشكل خاص في المناطق التي يوجد بها نقص في الأكسجين ، مثل آبار المياه العميقة وأنظمة مد الأنابيب و أجهزة إزالة عسر المياه. اساساً تنمو البكتيريا بشكل أسرع في البيئات الحارة. على سبيل المثال ، أحد النقاط الساخنة لتراكم غاز كبريتيد الهيدروجين هو سخان الماء ، والذي قد يسبب رائحة كريهة.

يوجد كبريتيد الهيدروجين بشكل طبيعي في النفط الخام ، وخزانات الغاز الطبيعي ، وغازات المطافي ، ويتم إنتاجه في الخزانات عن طريق تقليل البكتيريا المسببة للكبريتات (SBRs) نتيجة الاختزال البكتيري للكبريتات. يعنبر هذا الغاز من أخطر ملوثات النفط و الغاز. يتفاعل مع المعادن و البلاستيك و المطاط و يعرف بأنه غاز أكال للغاية بالنسبة للفلزات. يسبب ظاهرة تسمى التشقق تحت الضغط الناجم عن الكبريتيد في أنابيب التنقيب و الخطوط الأخري (اذا كان حضور كبريتيد الهيدروجين يسبب دخول الهيدروجين للمعدن فالتشقق الناجم عنها يسمى التشقق تحت الضغط الناجم عن الكبريتيد  (SSC)) . لذلك ، فإن إزالة كبريتيد الهيدروجين أو تحلية الغاز في كل من أجزاء المنبع والمصب في صناعات النفط والغاز والبتروكيماويات أمر ضروري.

نسبة كبريتيد الهيدروجين في النفط الخام المتدفق للخارج يجب أن تكون دون 15 جزء في المليون، في هذا الصدد يتم استخدام طرق عديدة لإزالة H2S في النفط الخام. تعتمد الحلول الأمثل في هذا الإطار على أسباب مثل تركيز كبريتيد الهيدروجين، مدة المكوث، الملاحظات الوزنية، تكاليف التشغيل والاستثمار وحجم الغاز المطلوب للإعداد. أحد هذه الطرق الكيميائية لإزالة كبريتيد الهيدروجين هي استخدام المزيلات.

تستخدم الممتزات بشكل عام لمنع التآكل في صناعات النفط و الغاز و البتروكيماويات. ممتز الهيدروجين من خلال إزالة كبريتيد الهيدروجين و الشوائب الأخرى يمنع التآكل في الغلايات وخزانات المياه . تتفاعل الممتزات وفقاً لنوعها و بشكل إنتقائي مع شوائب مثل O2 ، H2S و البيروكسيد و الكربونيل و تقوم بإزالتها.

 

أنواع مزيلات كبريتيد الهيدروجين

  • تنقسم مزيلات كبريتيد الهيدروجين إلى عدة أنواع أهمها ما يلي:
  • الممتزات الصلبة (الزنك و الحديد)
  • أكاسيد المعادن
  • الركائز الصلبة المتجددة
  • الممتزات السائلة
  • ممتز كبريتيد الهيدروجين المتجدد
  • كاسحات كبريتيد الهيدروجين الغير متجددة
  • الممتزات البيولوجية

 

الممتزات الصلبة

تعتبر الممتزات الصلبة فعالة للغاية في إزالة كبريتيد الهيدروجين من تيار الغاز وتقليله إلى الحد الأدنى. الاستثمار في بناء وحدة التكرير هذه مرتفع للغاية وغالبًا في وقت تغيير العملية ، مقارنةً بتكاليف شراء المعدات وصيانتها وإهلاكها ، يُعزى جزء كبير من التكاليف إلى القوى العاملة. مع ذلك، تتمتع الممتزات الصلبة بتكاليف عملية منخفضة، معدل ازالتها قابل للتوقع، و لا تحتاج الى مواد كيميائية اضافة و في الغالب لا تؤثر على تيارات المصب. تحتوي في الواقع على كتل صلبة (بشكل عام الزنك أو الحديد).

 

أكاسيد المعادن

يتكون هذا النظام من ركيزة مملوءة بأكاسيد معدنية شبيهة بالزنك أو النحاس أو الحديد أو المنغنيز. في الواقع ، تشتمل المؤكسدات المعدنية على: الكلور ، وثاني أكسيد الكلور ، وهيبوكلوريت ، وبيروكسيد الهيدروجين ، والمواد الكيميائية المحتوية على الزنك ، وأكسيد الزنك ، وكربونات الزنك ، وكربونات قاعدة الزنك ، وثيوسلفات. من بين هؤلاء ، لأكسيد الزنك مكانة خاصة في إزالة كبريتيد الهيدروجين بسبب ثبات التوازن العالي. الركيزة المذكورة غير قابلة للتجديد و يتطلب قضاء الوقت والقوى العاملة للتغيير مع البيئة الجديدة. تخلق المساحة المحدودة للمدخل ومياه الصرف الصحي الحارقة، مخاطر تشغيلية غير مرغوب فيها في هذه الأنظمة. يمكن أن يؤدي استخدام المغنيسيوم كمصعد للحماية من التآكل في سخانات المياه إلى منع تحول الكبريتات إلى كبريتيد الهيدروجين وأيضًا منع انبعاث الرائحة الكريهة من هذا الغاز. الجدير بالذكر أن الأوزون هو أيضًا عامل مؤكسد يعمل مثل أكاسيد المعادن ويزيل كبريتيد الهيدروجين.

 

الركائز الصلبة المتجددة

الركائز الصلبة المتجددة و التي تُعرف أيضًا باسم المناخل الجزيئية، تقوم  بإزالة كبريتيد الهيدروجين باستخدام الامتزاز بدلاً من التفاعل الكيميائي. وهي تتكون من بوليمرات بلورية من ألومينوسيليكات (الزيوليت) التي تصد المركبات القطبية. بالإضافة إلى إزالة كبريتيد الهيدروجين ، تزيل المناخل الجزيئية ثاني أكسيد الكربون والماء والميثانول والميركابتان والكبريتيد والأمونيا والزئبق والمواد العطرية كأثر أو علامة. يمكن استرداد الزيوليت باستخدام تدفق الغاز ، والذي تتم معالجته بعد ذلك لإزالة جزيئات الكبريت. و بما أننا نتعامل مع تيار من الغاز الغني بكبريتيد الهيدروجين فقد يؤدي هذا الى حدوث مشاكل. يمكن أن يؤدي الحجم الكبير للخزان والسعة المحدودة والحاجة إلى عملية موازية للاسترداد أثناء الخدمة إلى زيادة تكاليف الاستثمار. بالإضافة إلى ذلك ، فإن التعامل مع مياه الصرف الصحي الكبريتية سيؤدي إلى تكاليف تشغيلية محتملة.

 

الممتزات السائلة

تشغل الممتزات السائلة مساحة و وزنًا أقل من الممتزات الصلبة ، ولكنها أقل كفاءة بكثير. قد تزداد تكاليف التشغيل مقارنةً بالممتزات الصلبة ، لكن الممتزات السائلة توفر المزيد من الخيارات لاستكمال الإمكانيات الحالية. تنقسم الممتزات إلى فئتين عامتين ، متجددة و غيرمتجددة ، وفقًا لنوع الهيكل وآليات إزالة كبريتيد الهيدروجين.

 

ممتز كبريتيد الهيدروجين المتجدد

في العديد من عمليات الإنتاج ، يتمثل الحل الاقتصادي لإزالة كبريتيد الهيدروجين أثناء عملية الغاز في تركيب نظام متجدد لإعداد الغاز الحامض. استخدام الأمينات هي الطريقة الأكثر شيوعا. يمر الغاز الحامض عبر العمود المملوء بمحلول الأمين. يتفاعل الأمين بسرعة مع كبريتيد الهيدروجين لتكوين أملاح حمضية / قاعدية في تفاعل قابل للعكس تمامًا ، ولكن قد يتفاعل ثاني أكسيد الكربون أيضًا مع الأمين. يتم إرسال محلول الأمين المستخدم في التسخين وتقليل الضغط إلى عمود الاختزال لإطلاق الغازات الحمضية وإنتاج الأمينات الطازجة. يتم إرجاع الأمينات الطازجة أو المجددة إلى العمود مرة ثانية. تُستخدم هذه العملية بشكل أساسي لإزالة كميات كبيرة من كبريتيد الهيدروجين ، أو في تيارات الغاز عالية الحجم.

تتم معالجة كبريتيد الهيدروجين المنفصل (الغاز الحمضي الناتج عن اختزال الأمين) في وحدة إعادة تدوير الكبريت من نوع كلاوس. يمكن استخدام أمينات مختلفة كممتزات ، وفقاً لمواصفات الغاز الحامض. نشير الى عدة من هذه الأمينات المستخدمة في الغالب:

  • مونوايثانولامين (MEA)
  • ديثانولامين (DEA)
  • ديسوبروبيلامين

 

أحدث الأمينات المستخدمة في عملية تحلية الغاز هي الأمينات المرتكزة على MDEA  و هي في الغالب تقوم بامتصاص كبريتيد اليدروجين فقط. المونوايثانولامين (MEA) و الديثانولامين (DEA) بالاضافة الى امتصاص H2S ايضا يقومان بامتصاص الغازات الحمضية الاخرى مثل ثاني اكسيد الكربون.

كاسحات كبريتيد الهيدروجين الغير متجددة

التريازين هو أكثر كواسح الأكسجين السائل الغير متجدد شيوعًا في الصناعة. المنتجات الثانوية قابلة للتحلل في التفاعل ويمكن تصريفها في المياه الجوفية. يعتبر التريازين غير المتفاعل شديد السمية للحيوانات المائية ويجب تقليله قدر الإمكان عن طريق إعادة المعالجة. منتجات التفاعل في الطور المائي أو البترولي قابلة للذوبان. في المياه الحاوية على نسبة عالية من الكالسيوم ، يتسبب التريازين في ترسب الكربونات بسبب زيادة درجة الحموضة في النظام.

  • الكاسحات الصلبة ( المرتكزة في الغالب على الزنك و الحديد)
  • المواد الكيميائية المؤكسدة (NaClO2)، NaBrO3، NaNO2
  • الألدهيدات

أكثر الألدهيد شيوعًا هو الفورمالديهايد. تشمل البدائل الجليوكسال والأكرولين وغلو ترارالدهيد.

بشكل عام ، لا تستخدم الألدهيدات بسبب سميتها ، و قدرتها على خلق بيئات متفجرة ، و خاصيتها المسرطنة. يحتوي الجليوكسال على تأثيرات بيئية أقل من الألدهيدات الأخرى ، ويمكن استخدامه في البيئات المحايدة والحمضية والقلوية. قد لا يزيد الجليوكسال من احتمالية تكوين الرواسب ، ولكن المدة الزمنية لتفاعلها تكون أبطأ بكثير من التريازين ومن المعروف أيضًا أنه يسبب تكوين الهيدرات.

الكربوكسيلات المعدنية و المخلّبات

يتم استخدام المخلبات المعدنية عالية الذوبان في الماء و النفط ككاسحات لكبريتيد الهيدروجين لإصلاح سوائل الحفر والمياه الملوثة وتدفقات النفط.

الممتزات البيولوجية

تحول العمليات البيولوجية بشكل انتقائي كبريتيد الهيدروجين إلى مركابتان أو كبريتات و السولفات باستخدام التنفس البكتيري. نطاق درجة حرارة التشغيل بسبب الطبيعة البيولوجية للعملية محدود للغاية.

بالرغم من وجود العديد من الطرق لإزالة كبريتيد الهيدروجين و نظراً للمعايب و المزايا الموجودة لكل طريقة، في الوقت الراهن ، الطريقة الأكثر شيوعًا في الصناعة لفصل الغازات الحمضية ، بما في ذلك كبريتيد الهيدروجين ، هي الامتزاز بواسطة محاليل الأمين.

تمكنت شركة شيميايي تصفيه من خلال توظيف فريق عمل ذو خبرة  في فريق البحث الخاص بها من القيام بتحضير انواع scavenger H2S (النابش لكبريتيد الهيدروجين) ذات فاعلية عالية. تم تصميم و صياغة منتجات Tachem 3040 و Tachem 3045 لغرض الفعال لغاز H2S. أحد أهم خصائص النابش لكبريتيد الهيدروجين المصمم في شركة شيميايي تصفيه هو توافقه مع المواد الكيميئية المستخدمة الاخرى في الأبار النفطية و الغازية مثل المواد المضادة للتآكل ، المستحلبات و غيرها..

المزايا العامة لاستخدام منتجات النابش لكبريتيد الهيدروجين المصممة من قبل شركة شيميايي تصفيه هي كالتالي:

  • البدء بتفاعل سريع و لارجعي بهدف القضاء على H2S دون التأثير على جودة البترول والغاز والوقود
  • تحسين سلامة الأشخاص
  • تقليل قدرة التآكل في المعدات و خطوط الأنابيب
  • الحفاظ على التماسك و تقيلي تكاليف المعدات، الصيانة و الإستبدال
  • ضمان مواصفات النفط
  • تحسين جودة المنتج

 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.