بررسی حلالهای مورد استفاده در شیرین سازی گاز ترش
| دسته بندی | نفت و گاز |
| بازدید ها | 0 |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 1076 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 80 |
بررسی حلالهای مورد استفاده در شیرین سازی گاز ترش
فهرست مطالب
عنوان صفحه
مقدمه
خلاصه
فصل اول – لزوم شیرین سازی گاز ترش 1
لزوم شیرین سازی گاز ترش 3
سولفید هیدروژن 3
دی اکسید کربن 4
مرکاپتانها ( RSH ) 4
سولفید کربنیل و دی سولفید کربن 4
مشخصات استاندارد گاز طبیعی 5
تولید گوگرد 6
فرآیندهای شیرین سازی گاز ترش 7
فصل دوم – شیرین سازی گاز 11
شیرین سازی گاز بوسیله آمین ها 12
آمین ها 12
آمین های الیفاتیک 14
حلالهای فرموله شده 14
عمل جذب گازهای اسیدی بوسیله آمین ها 14
منو اتانول آمین ( MEA ) 17
دی اتانول آمین ( DEA ) 18
تری اتانول آمین ( TEA ) 19
متیل دی اتانول آمین ( MDEA ) 20
حلالهای فرموله شده 25
مزایای استفاده از آمین ها 25
INET SEPARATOR 26
برج جذب ( Contactor ) 27
مخزن تبخیر ( Flash Tank ) 29
فیلتر 30
STRIPPER 31
محاسبات ساده تصفیه با آمین 33
فصل سوم – شیرین سازی گازها با حلالهای فیزیکی 36
حلال فیزیکی 38
فرآیند فلوئور ( Flour ) 42
فرآیند SELEXOL 44
مقایسه و انتخاب حلالهای فیزیکی 46
جذب انتخابی H2S 48
کاربرد حلالهای فیزیکی 49
فرآیند سولفونیل ( Sulfonil ) 51
فصل چهارم – شیرین سازی بوسیله کربناتها 53
فرآیند کربنات پتاسیم داغ ( H.P.C ) 54
نمودار فرآیند HPC 56
مشکلات عملیاتی 59
فرآیند ( G-V ) برای جذب CO2 60
فصل پنجم غربالهای مولکولی 62
عمل جذب سطحی 63
خصوصیات غربالهای مولکولی 66
غربالهای مولکولی مناسب برای شیرین سازی گازها 68
عملیات تصفیه با غربالهای مولکولی 70
پارامترهای موثر در عملکرد بستر جاذب 72
اصلاح فرآیند تصفیه با غربال مولکولی 74
فرآیند اکسید آهن اسفنجی 75
مشکلات عملیاتی 77
نتیجه 79
منابع 80
لغت و گاز طبیعی منابع ارزشمند و گرانبهای زیر زمینی هستند که حداقل تا یکصد سال آینده به عنوان عمده ترین منابع انرژی در جهان باقی خواهند
ماند . در ایران به عنوان کشوری که بیش از 10% کل مخازن نفت جهان و 13% کل مخازن گاز دنیا را داراست ، صنایع نفت و گاز و صنایع وابسته به آنها دارای اهمیت زیادی هستند و استفاده زیادی از آنها خواهد شد .
گاز طبیعی که از زیر زمین تا سرچشمه بالا آورد ه می شود کاملا با گاز طبیعی مصرف کنندگان متفاوت است . اگر چه پردازش گاز طبیعی در بسیاری از جنبه ها ساده تر از پردازش و پالایش نفت خام است . اما به اندازه نفت پردازش آن قبل از استفاده توسط مصرف کنندگان ضروری است .
منبع گاز طبیعی هر چه که باشد وقتی از نفت خام ( در صورت وجود ) جدا شد معمولا در ترکیب با دیگر هیدروکربنها وجود دارد ( عمدتا اتان ، پروپان ، بوتان و پنتان ) به علاوه گاز طبیعی خام حاوی بخار آب ، سولفید هیدروژن ( H2S ) و دی اکسید کربن ( O2 H ) هلیوم ( He ) نیتروژن ( N2 ) و دیگر اجزاست پردازش گاز طبیعی شامل جداسازی تمام هیدروکربنها و مایعات مختلف از گاز طبیعی خالص است .
با اینکه در مراحل تصفیه و پالایش ، اتان ، پروپان ، بوتان و پنتان باید از گاز طبیعی جدا شوند اما این بدین معنا نیست که آنها ضایعات هستند ، در واقع ، هیدروکربنهای همراه که تحت عنوان« ضایعات گاز طبیعی » شناخته می شوند ( NGL ) یا ( NATUVAL GASLIDS ) می توانند با محصولات حاصل از پردازش گاز طبیعی بسیار ارزشمند می باشند .
علاوه بر جداسازی آب ، نفت و NGL های دیگر یکی از مهمترین قسمت های پردازش گاز شامل جداسازی CO2 و H2S است . گاز طبیعی بعضی از چاههاحاوی مقادیر مهمی از هیدروژن سولفورو دی اکسید کربن است . این گاز طبیعی به علت بوی زننده سولفور بیشتر « گاز ترش » نامیده می شود . گاز ترش غیر مطلوب است چون ترکیبات سولفوری که دارا می تواند بسیار مضر باشد حتی برای تنفس هم مرگ آوراست .
سولفوری که در گاز طبیعی وجود دارد به شکل H2S است و معمولا اگر میزان H2S از 7-5 میلی گرم در هر متر مکعب گاز طبیعی بیشتر شود . گاز ترش نامیده می شود .
خلاصه
گاز طبیعی علاوه بر هیدروکربنها ممکن است حاوی ترکیبات زیر نیز باشند :
سولفید هیدروژن ( H2S ) دی اکسید کربن ( CO2 ) آب ( H20 ) نیتروژن
( N2 ) سولفید کربنیل ( 30S ) مرکاپتانها ( RSH ) دی اکسید گوگرد ( SO2 )
سولفید هیدروژن ( H2S ) و دی اکسید کربن ( CO2 ) با آب تولید اسید سولفوریک 9 اسید کربنیک می کند و به همین خاطر به آنها گازهای اسیدی گفته می شود . تعریف گاز ترش در مراجع مختلف کمی با هم فرق دارد و در اینجا ما به گازی که مقدار ترکیبات گوگردی و دی اکسید کربن آن بیش از حد مجاز یعنی 5-7 Mq میلی گرم در هر متر مکعب ( m3 ) باشد گاز ترش
می گوییم و برعکس اگر مقدار این ترکیبات در حد مجاز باشد یعنی کمتر از 5-7 میلی گرم در هر متر مکعب باشد به آن گاز شیرین گفته می شود . بدین ترتیب شیرین سازی عملیاتی است که طی آن تعداد ترکیبات گوگردی و دی اکسید کربن گاز تا حد مجاز شان پایین آورده می شود و اگر چه بعضی از فرآیند های شیرین سازی گاز عمل خشک کردن را نیز انجام می دهند اما این تعریف شامل جداسازی آب نمی شود . فرآیند اولیه شیرین کردن گاز ترش بسیار به فرآیند نم زدایی گلایکول و جذب NGL شباهت دارد . اگر چه در این مورد از محلولهای آمین برای جدا کردن سولفید هیدروژن استفاده می شود که به این فرآیند « فرایند آمین » می گویند و در 95% از شیرین کردن گازهای ترش بکار می رود . گاز ترش از میان یک برج حرکت می کند که دارای محلول آمین است .
ترکیب این محلول بسیار به ترکیب سولفور شباهت دارد و همان طوری که گلایکول آب را جذب می کند ، سولفور نیز جذب می کند . دو محلول آمین اساسی وجود دارد که در این فرآیند مورد استفاده قرار می گیرد :
1- مونواتانول آمین ( MEA ) 2- دی اتانول آمین ( DEA ) که هر کدام از این ترکیبات در شکل مایع ترکیبات سولفور را از گاز طبیعی هنگام عبور جذب می کنند . گاز باقی مانده به راستی عاری از ترکیبات سولفور است بنابراین آن ( گاز ) وضعیت ترش را از دست می دهد .
مثل فرآیند استخراج NGL و نم زادیی گلایکول محلول آمین استفاده شده
می تواند دوباره تولید شود (یعنی زمانی که سولفور جذب شده جدا شود ) و به آن اجازه می دهد تا دوباره برای عمل آوری گازهای ترش بیشتر استفاده شود . اگر چه بیشتر شیرین سازی گاز ترش شامل فرآیند جذب آمین است امکان استفاده از جاذب های جامد مثل اسفنج های آهنی برای جدا سازی
دی اکسید کربن و سولفید نیز وجود دارد .
عملیات شیرین سازی گازهای ترش به صورت روشهای مختلفی انجام
می گیرد که ما در این پروژه به بررسی حلالهای مورد استفاده در شیرین سازی گازهای ترش با استفاده از حلالهای فیزیکی و شیمیایی ( فرآیند های آمینی )و کربناتی و بسترهای جامد و کربناتها می پردازیم .
و با ارائه جداول و نمودارها و فرمولهای شیمیایی و واکنشها بیشتر به موضوع شیرین سازی گاز ترش می پردازیم . برای شیرین کردن گاز ترش از ترکیبات گوگرد زا استفاده می شود مانند آمینها R-NH2 که در صنعت سه نوع آمین بکار می رود .
1- MEA ( منواتانول آمین ) 2- DEA ( دی اتانول آمین ) 3- TEA ( تترا اتانول آمین ) که محلولهای DEA , MEA کاربرد بیشتری دارند و بهره خوبی دارند