موجز مع موقع آمين

تحلية الغاز الحامض مع الأمينات

تحلية الغاز الحامض

يوجد عادة ثنائي كبريتيد الهيدروجين (H2S) وثاني أكسيد الكربون (CO2) والميركابتانات وغيرها من الشوائب في الغاز الطبيعي والتدفقات الاصطناعية. H2S هو غازي شديد السمية ويسبب التآكل في الصلب. ثاني أكسيد الكربون يسبب أيضا تآكل في المعدات ويخفض أيضا الغاز Btu. في عملية تحلية الغاز الحامض ، يتم إزالة هذه الشوائب من الغاز ويتم توفير الغاز للنقل والاستخدام. يمكن تصنيف الطرق المستخدمة لتحلية الغاز بالطرق الثلاث التالية:

ويفضل المحلول الفيزيائي الكيميائي
للخلطات
الكيميائية/الفيزيائية
في صناعة الغاز الطبيعي على استخدام المذيبات الكيميائية مثل الأمينات إلى المستنقعات الأخرى. ولكن في الغازات الاصطناعية، فإنها تستخدم جميع الأساليب. المذيبات الفيزيائية الشائعة المستخدمة في هذه الصناعة هي الميثانول، ثنائي ميثيل الأثير وبروبيلين غليكول. في الحالة المختلطة ، عادة ما يتم استخدام خليط من المركبات الأمينية والمذيبات الفيزيائية. بشكل عام، يفضل أي طريقة يمكن أن تقلل من كمية الكبريت ومشتقاته على الطرق الأخرى.

واحدة من الطرق القديمة والشعبية المستخدمة لتحلية هو استخدام وحدات الأمينية. وتستخدم المذيبات أمين في هذه الوحدات.

تحلية مع الأمينات

وقد استخدمت وحدات تحلية الأمين لما يقرب من 80 عاما لإزالة H2S و CO2 من تيارات الغاز الحامض. في وقت مبكر، تم استخدام شراء تريثانولامين، ولكن بعد ذلك كان أحادية وديثانولامين أكثر النظر. على مدى السنوات ال 20 الماضية، أصبح ميثيل إيثانولامين (MDEA) مذيب شعبية، وخاصة بسبب الانتقائية العالية ردا على H2S بالمقارنة مع ثاني أكسيد الكربون.

أصبحت فوائد MDEAMEDA
مذيبا شائعا في صناعة الغاز الطبيعي نظرا لاختيارها العالي ل H2S مقابل CO2. هذه الانتقائية العالية يقلل من دورة المذيبات ويرسل H2S أكثر الصالحة للأكل إلى وحدة استعادة الكبريت.

معدل رد فعل MDEA مع ثنائي هيدروكسيد مرتفع، في حين أن معدل التفاعل مع ثاني أكسيد الكربون هو أقل من ذلك بكثير. معدل التفاعل من ثنائي الإيثانولامين الميثيل مع ثاني أكسيد الكربون هو 2300 مرة أبطأ من معدل التفاعل co2 عن طريق شراء مونوثانامين. هذا المذيب غير عادي جدا في إزالة H2S، ويستخدم عموما لتعزيز قوة إزالة ثاني أكسيد الكربون، وتستخدم أيضا كميات من ثنائي الإيثانولامين (حوالي 4٪) في خليط المذيبات.

مراحل عملية التحلية

وفيما يلي الخطوات والعمليات التي تم اتخاذها في إحدى هذه الوحدات المتعلقة بشركة شلمبرجير:

يدخل الغاز الحامض برج الاتصال ويتحرك صعودا من داخل المذيب الأميني ، الذي يتدفق إلى الأسفل.
الغاز المكرر يخرج من أعلى البرج.
يحمل المحلول الأميني غازات الحمض الممتصة معه ويدخل في محول الحرارة ، ويسمى هذا الحل الغني.
يتم تسخين أمين الغنية في مبادل حراري من قبل تيار أمين نقية التي هي ساخنة.
كما يتم تسخين أمين الغنية كذلك في عمود الانتعاش من الحرارة التي تولدها ريبويلر. في هذا العمود، يتم فصل الغازات المائية والحمض من تدفق المذيبات.
يتم إدخال البخار والغازات الحمضية المنفصلة في الخطوة السابقة في مكثف حيث تبرد.
كما يتم فصل البخار والغازات الحمضية، ويتم إرجاع تدفق البخار إلى العمود ويتم حرق الغازات الحمضية إما حسب الحاجة أو إرسالها إلى نظام استعادة الكبريت.
كما يتم تبريد تدفق الأمين المكرر أولا ثم إدخاله في برج الاتصال الأولي لإكمال الدورة.
يمكن استخدام مصادر الحرارة المختلفة لريبويلير، والتي تشمل اللهب المباشر والزيت الساخن وأنظمة البخار.
في الشكل أدناه ، تظهر عملية تحلية الغاز الحامض بالكامل وبتفاصيل أكثر.

مراحل عملية تحلية الغاز الحامض

في هذه العملية،
هناك بعض قواعد أطراف الأصابع التي يمكن تطبيقها، ثم سنكون على دراية بهذه القواعد:

ينصح الفرق في درجة الحرارة
للنظر في الحد الأدنى لفرق درجة الحرارة بين تدفق الغاز وتدفق الأمين النقي من 5 درجة مئوية (10 درجة فهرنهايت) عند تشغيل وتصميم المكثفات. والسبب في ذلك هو منع تكثيف الهيدروكربونات في المكثف لأن تدفق السائل سيسبب مشاكل مثل الرغوة ، والحد من عمر مرشحات الكربون والحد من المنتج.

ومع ذلك ، فإن انخفاض درجة الحرارة سيزيد من امتصاص H2S ، والتي ينبغي النظر فيها في تصميم هذه الوحدات.

نسبة تدفق الغاز (0.12 كجم / لتر)
في تصميم المتعريات الأمين هو نسبة التدفق، وتدفق كتلة البخار لكل حجم من الأمينات. وقد حددت عدة مصادر هذه النسبة بأنها 0.12 كجم/لتر، وقد استخدمت لسنوات عديدة. بالنسبة لتدفق خليط الغازات الحمضية ، ستلعب نسبة البخار دورا أساسيا في جودة الأمين النهائي (leanamine) والنسبة المئوية ل H2S في التدفق النهائي. أهمية هذه المشكلة أكبر في الأنظمة التي تستخدم MDEA وتحتاج إلى التحقيق.

الفرق في درجة حرارة المحول
هو واحد من الأشياء الهامة التي يتجاهلها العديد من مصممي أنظمة تحلية الغاز ، والفرق في درجة حرارة مدخل ومنفذ تيارات المحول. كما ذكر سابقا في هذا المحول، اثنين من التيارات أمين تبادل الحرارة، والفرق في درجة الحرارة المثلى للتيارات مدخل ومنفذ هو 99 درجة مئوية.

أوصى الضغط
بأن يكون ضغط Regenerator بين مرتين و 2.1 مرة.

والاستنتاجات
التي تم التوصل إليها هنا هي، كما ذكر أعلاه، قواعد أطراف الأصابع التي تستند إلى تجربة العملية، وبالطبع إلى التصميمات السابقة. وكقاعدة عامة، يمكن أن تواجه تحلية الغاز الحامض ظروف تشغيل مختلفة في كثير من الحالات، ولكن يمكن تحسين الوعي بهذه القواعد والسرعة في التصميم والتشغيل.