فرآورش گاز با آمین

قبل از اینکه به شرح عملیات ـ واحد تصفیه گاز ( شیرین سازی ) پالایشگاه NGL 1200 بپردازیم باید اصل پروسه توضیح داده شود که این عملیات ـ واحد تصفیه گاز طی چه پروسه ای دارد صورت می گیرد پروسه ای که برای تصفیه گاز در این پالایشگاه انتخاب شده است پروسه تصفیه گاز با آمین ها می باشد نوع آمین به کار رفته در این پروسه تصفیه MEA می باشد و چرا از آمین MEA استفاده شده است در ادامه کار توضیح داده خواهد شد که چرا از آمین های دیگر مثل DEA در این پالایشگاه استفاده نشده است .

ما در این مبحث سعی نموده ایم به چراهای زیادی در قبال پروسه تصفیه گاز پاسخ دهیم . تصفیه گاز در حقیقت جدا کردن موادی نظیر هیدروژن سولفوره و گاز کربنیک از گاز طبیعی و یا گاز مایع می باشد . بیش از 70 درصد تأسیسات فرآورش گازها دارای تأسیسات شیرین سازی گاز می باشند . معمولاً گازهای طبیعی ترش هم دارای هیدروژن سولفوره و هم محتوی گازکربنیک می باشند . کربونیل سولفاید ( COS ) کربن دی سولفاید ( CS₂ ) و مرکاپتانها و سایر مشتقات گوگرد نیز ممکن است در گاز طبیعی موجود باشند . تصفیه گاز از هیدروژن سولفوره و سایر ترکیبات گوگردی باید مشخصات استاندارد گازهای شیرین برای فروش در بازار را برآورد نماید . جدا نمودن گازکربنیک از گازهای طبیعی معمولاً به خاطر افزایش ارزش حرارتی و پایین آوردن حجم گاز در سیستم انتقال و برآورد نمودن پاره ای نیازهای ویژه برای کارخانجات پتروشیمی انجام می پذیرد . فرایند کلی سیستم های فرآورش گاز و موقعیت واحدهای تصفیه گاز در آن در شکل نشان داده شده است .

دیاگرام فرآورش فوق که یک نمونه ساده از سیستمهای تصفیه گاز با محلولهای آمین یعنی مونواتانول آمین MEA و دی اتانول آمین DEA را نشان می دهد .

اصل پروسه در پالایشگاه NGL 1200  از محلول مونواتانول آمین برای تصفیه گاز ترش استفاده می شود . محلول بازی ضعیف و آلی MEA  برای جداسازی ترکیبات اسیدی نظیر H₂S و CO₂ که معمولاً به گازهای اسیدی شهرت دارند از گاز طبیعی بکار گرفته می شود غلظت MEA بکار گرفته شده معمولاً از مقدار 15% تا 35%  ( وزنی ) تغییر می یابد که در پالایشگاه NGL 1200  غلظت بکار رفته برای MEA ،30% می باشد .  محلول آمین در درجه حرارت پایین و فشار بالا  در برج جذب با گازهای اسیدی ترکیب یافته و در درجه حرارت بالا و فشار پایین در برج احیاء آنها را از دست داده و احیاء می شود . مونواتانول آمین دارای وزن ملکولی پایین بوده و از سایر آمین های نظیر DEA فعالتر می باشد . در این جا یک سوال پیش می آید که چرا در برج جذب پالایشگاه NGL 1200 از محلول آمین MEA بجای DEA استفاده می شود . تحقیق بنده به این طور جوابی رسید . اول اینکه MEA نسبت به سایر آمینها فعالتر می باشد و در ضمن بر اساس استاندارد گاز شیرین مقدار H₂S موجود برای گاز طبیعی ترش با چگالی 65/. برابر با 7ppm وزنی می باشد و می دانیم که اگر بیش از 8ppm در گاز طبیعی ترش باشد برای ما اسباب زحمت است پس فعال بودن MEA سبب می شود که در سیستم های فرآورش با MEA جذب H₂S تا حد کمتر از 4ppm تعیین شده در کیفیت استاندارد گاز شیرین انجام شود که این هدف اصلی ما در شیرین سازی گاز می باشد و دیگر اینکه MEA در مجاورت CO₂  و COS و CS2 با آنها ترکیب یافته و قدرت شیمیایی خود را به تدریج از دست می دهد پس فعال بودن MEA حتی با توجه به مشکلاتی که در برج احیاء برای ما ایجاد می کند به صرفه و به سود ما می باشد چون ما را به هدف اصلی می رساند .

مشکلاتی که MEA به جهت فعال بودنش سبب شده است این است که احیاء آن در درجه حرارت بالا و فشار پایین نیز با مشکلاتی تؤام بوده و برای کاهش مقدار H₂S و CO₂ در سیستم احیاء آمین تا حد متناسب مقدار بخار بیشتری در مقایسه با سیستم احیاء مشابه در DEA مورد مصرف قرار می گیرد . MEA حدود 30 برابر از DEA فرارتر است . با فرض غلظت یکسان آمین های MEA و DEA در سیستم های تصفیه گاز ، مونواتانول آمین در مقایسه با دی اتانول آمین باعث ایجاد خوردگی بیشتری در دستگاههای تصفیه گاز می گردد . شکل قبل .

در ضمن باید بگویم که سیستم فرآورش با DEA تجربه نشان داده است که معمولاً در گازهای طبیعی که دارای ترکیبات ، کربونیل ، سولفاید و کربن دی سولفاید می باشند مورد استفاده قرار می گیرد.