دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .
نوع فایل: word
قابل ویرایش 137 صفحه
چکیده:
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 :
1- برسی آلودگی های آمین توسط آنالیز آزمایشگاهی منظم
2- کاهش اتلاف آمین توسط بررسی عامل اتلاف
3- 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.
تاریخچه روشهای تصفیه گاز:
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[2،1]. 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[1]، عبارتند از:
1- 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
2- فرآیند جذب روی جامد
3- 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:
1- فشار عملیات
2- درجه حرارت گاز مورد پالایش
3- نقطه جوش ماده پالایش‌کننده
4- گرمای حاصل از فعل و انفعالات در داخل برج جذب‌کننده
5- غلظت ماده مصرفی
6- مقایسه قیمت مواد مورد نیاز
7- سرویس‌های قابل دسترس مورد نیاز
8- میزان خلوص مورد نیاز گاز تصفیه شده
- میزان و نوع ناخالصی‌های موجود در جریان گازهای ورودی به پالایشگاه‌ها
فهرست مطالب:
مقدمه
فصل اول
فصل اول: روش های مختلف فرآوری گاز طبیعی
1-1- تاریخچه روشهای تصفیه گاز
1-2- فرآیند های جذب در مایع
1-2-1- فرآیند جذب شیمیایی با واکنش برگشت‌پذیر
1-2-1-1- محلول نمک قلیایی جهت جدا سازی گازهای اسیدی
1-2-1-1-1- فرآیندهای کربنات ها
1-2-1-1-1-1- فرآیند کربنات پتاسیم داغ
1-2-1-1-1-2- فرآیند کاتا کارب
1-2-1-1-1-3- فرآیند کربنات گرم – آمین
1-2-1-1-1-4- فرآیند فلکسرب
1-2-1-1-1-5- فرآیند گیامارکو – وتروکک
1-2-1-1-1-6- فرآیند سیبورد
1-2-1-1-1-7- فرآیند کربنات تحت خلاء
1-2-1-1-2 فرآیند الکازاید
1-2-1-1-3- فرآیند تری پتاسیم فسفات
1-2-1-2- فرآیند الکانل آمین ها
1-2-1-3- فرآیند اکسیداسیون در فاز مایع
1-2-1-3-1- فرآیند جی- وی
1-2-2- فرآیندهای جذب فیزیکی گازهای اسیدی توسط حلال های فیزیکی
1-2-2-1- فرآیند حلال فلور
1-2-2-2- فرآیند سلکسول
1-2-2-3- جذب به وسیله ی آب
1-2-2-4- فرآیند سپاسلو
1-2-2-5- فرآیند پوریسول
1-2-2-6- فرآیند رکتیسول
1-2-2-7- فرآیند استاسولوان
1-2-3- فرآیندهای مخلوط حلال های فیزیکی و شیمیایی
1-2-3-1- فرآیند سولفینول
1-2-3-2- فرآیند سلفینیگ
1-3- فرآیندهای بستر جامد
1-3-1- فرآیند جذب سطحی خشک
1-3-1-1- فرآیند اکسید آهن
1-3-1-2- فرآیند اسفنج آهنی
1-3-1-3- فرآیند سافنولایم آر.جی
1-3-2- فرآیند های جذب سطحی در مایع
1-3-2-1- فرآیند شیرین سازی به وسیله محلول آبکی
1-3-2-2- فرآیند کمیسوئیت
1-3-3- الک های مولکولی
1-3-3-1- فرآیند جذب سطحی
1-4- فرآیند نفوذ غشایی
فصل دوم: فرآیند حلال های آلکانل آمین و بررسی مشکلات این حلال ها در صنایع گاز
2-1- آلکانل آمین ها
2-1-1- ساختار شیمیایی آلکانل آمین ها
2-1-2خواص فیزیکی آلکانل آمین ها
2-1-3- واکنش های شیمیایی الکانل آمین ها
2-2- مقایسه و معیار انتخاب الکانل آمین ها
2-2-1- تری اتانل آمین ( TEA )
2-2-2- منو اتانل آمین( MEA )
2-2-3- دی اتانول آمین ( DEA )
2-2-4- متیل دی اتانل آمین ( MDEA )
2-2-5- دی گلایکول آمین ( DGA )
2-2-6- دی ایزو پروپانل آمین ( DIPA )
2-3- غلظت محلول های آمین
2-4- شرح کلی فرآیند آمین
فصل سوم: معضلات حلال آمین در فرآیند فرآوری گاز
3-1- اتلاف آمین
3-1-1- تبخیر ( vaprazation )
3-1-2- اتلاف مکانیکی
3-1-3- همراه بری ( (Entrainment
3-1-3-1- پراکنده شدن فاز مایع در فاز گاز
3-1-3-2- پراکنده شدن گاز در مایع (foaming)
3-1-3-2-1- عوامل ایجاد کننده پدیده کفزایی
3-1-4- تجزیه و فساد محلول آمین
3-2- آلودگی های محلول آمین
3-2-1- هیدروکربن های محلول در آمین
3-2-2- مواد شیمیایی تزریقی به محلول آمین
3-2-3- ذرات ریز معلق در محلول آمین
3-2-4- محصولات فساد و تجزیه آمین
3-2-4-1- تجزیه حرارتی
3-2-4-2- تجزیه شیمیایی
3-2-4-2-1- واکنش های آمین ها با CO2
3-2-4-2-1-1- واکنش برگشت نا پذیر MEA با CO2
3-2-4-2-1-2- واکنش برگشت ناپذیر DEA با CO2
3-2-4-2-1-2-1- تاثیر پارامترهای مختلف در سرعت واکنشهای تجزیه و فساد DEA ( )
3-2-4-2-1-2-1-1- تاثیر دما
3-2-4-2- 1-2-1-2- تاثیر غلظت اولیه DEA
3-2-4-2- 1-2-1-3- تأثیر فشار و حلالیت CO2
3-2-4-2- 1-2-1-4- تأثیر PH محلول
3-2-4-2-1-3- واکنش برگشت ناپذیر DIPA با CO2
3-2-4-2-1-4- واکنش برگشت پذیر DGA با CO2
3-2-4-2-1-5- واکنش های برگشت ناپذیر MDEA با CO2 [16]
3-2-4-2-1-5-1- نقش پارامتر های مختلف در سرعت فساد و تجزیه MDEA (KMDEA)
3-2-4-2-1-5-1-1- تأثیر دما
3-2-4-2-1-5-1-2- تأثیر غلظت اولیه MDEA
3-2-4-2-1-5-1-3- تأثیر فشار جزئی CO2
3-2-4-2- 2- واکنش های برگشت ناپذیر آمین ها با COS
3-2-4-2- 2-1- واکنش های برگشت ناپذیر MEA با COS
3-2-4-2- 2-2- واکنش های برگشت ناپذیر DEA با COS
3-2-5- نمک های آمین مقاوم حرارتی
فصل چهارم: خوردگی در واحد های فرآوری گاز
4-1- انواع خوردگی
4-1-1- خوردگی عمومی
4-1-2- خوردگی گالوانیکی
4-1-3- خوردگی شیاری
4-1-4- خوردگی حفره ای
4-1-5- خوردگی سایشی
4-1-6- خوردگی تنشی
4-2- اثر گازهای اسیدی H2S و CO2 بر خوردگی
4-3- تاثیر نمک های مقاوم حرارتی بر خورندگی محلول آمین
4-3-1- اثر غلظت آنیون های نمک مقاوم حرارتی بر خوردگی
4-3-2- اثر نمک سدیم آنیون ها بر خوردگی
4-3-3- اثر دما بر خورندگی آنیون های نمک مقاوم حرارتی
4-3-4- اثر غلظت آنیون های نمک مقاوم حرارتی بر PH محلول آمین و تأثیرآن بر خوردگی
4-4- روش های جلوگیری از خوردگی در سیستم های آمین
فصل پنجم: روش های جداسازی آلودگی ها از محلول آمین
5-1- جداسازی هیدروکربن های محلول، مواد شیمیایی تزریقی و ذرات جامد معلق در محلول آمین
5-1-1- فیلتراسیون
5-1-1-1- فیلتر گاز ترش ورودی
5-1-1-2- پریکوت فیلتر
5-1-1-3- فیلتر کربن فعال
5-2- جداسازی نمک های مقاوم حرارتی و محصولات فساد و تجزیه آمین از محلول آمین
5-2-1- روش های احیاء موقت:
5-2-1-1- جایگزین کردن آمین کار کرده و آمین کار نکرده و تمیز
5-2-1-2- خنثی سازی نمک های مقاوم حرارتی
5-2-2- روشهای احیاء کامل
5-2-2-1- تعویض بستر یونی
5-2-2-2- الکترودیالیز
5-2-2-3- روش احیاء حرارتی(تقطیر)
فهرست منابع
منابع و مأخذ:
Kohl, K. Nielsen, R. (1997). "Gas Purification". Gulf Publishing Co., Fifth Edition
Maddox, R.N. (1985). "Gas Conditioning and Processing". Third ed. Oklahoma.
3. مادوکس، رابرت. ان. ترجمه داریوش مولا، بیژن هنرور. فرآوری و آماده سازی گاز طبیعی: شیرین سازی گاز و مایع. جلد چهارم، 1385
Hatche, N. A. Keller, A. E. "Are You Simulation Amines Too Clean?". Optimized Gas Treating Inc.
Gas Treating Products and services. “UCARSOL HS 102 Solvent For Selective H2S Removal”. Dow Chemical Company.
Steward, E.J. Lanning, R.A. (1994). "Reduce Amine Plant Solvent Losses". Gas/Spec Technology Group.
7. مجموعه مقالات، سمینار کاربردی آمین در واحدهای شیرین سازی گاز. مشهد، 6-8 شهریور 1368
Haws, R. (2001). "Contaminat In Amine Gas Treating". CCR Technology Inc.
Haws, R. Jenkins, J. (2000). "Contaminat Report In Amine Gas Treating Service". CCR Technology Inc.
Arby, R.G. F. Dupart, R.S. (1995). "Amine Plant Troubleshooting And Optimization ". Gas/Spec technology Group.
11. "MEA Reclaiming". CCR Technologies Inc.Technical Bulletin.
Kenny, M. L. Meisen, A. (1985). "Mechanisms and Kinetics Diethanolamine Degradation". Ind. Eng. Chem. Fundam. Vol. 24, pp. 129-140.
Hsu, C. S. Kim, C. J. (1985). "Diethanolamine (DEA) Degradation Under Gas-Treating Condition". Ind. Eng. Chem. Prod. Res. Dev. Vol. 24, pp. 630-635.
14. "DEA Reclaiming". CCR Technologies Inc.Technical Bulletin.
Dawodu, O. F. Meisen, A. (1997). "Methyl-Diethanolamine Degradation- Mechanism and Kinetics".The Canadian Journal Of Chemical Engineering. Vol. 75, pp. 861-871.
Chakma, A. Meisen, A. (1994). "Mechanism and Kinetics COS-Induced Diethanolamine Degradation". Ind. Eng. Chem. Res. Vol. 33, pp. 480-487.
Rooney, P.C. Dupart, M.S. (2000). "Corrosion in Alkanolamine Plants: Causes and Minimization". Gas/Spec Technology Group.
Sargent, A. (2001). "Texas Gas Plant Face Ongoing Battle With Oxygen Contamination". Gas/Spec Technology Group.
Rooney, P.C. Bacon, T.R. Dupart, M.S. (1997). "Effect Of Heat Stable Salt On MDEA Solution Corrosivity". Gas/Spec Technology Group
Dupart, M.S. Bascon, T.R. Edwards, D.J. (1993). "Understanding Corrosion In Alkanolamine Gas Treating Plant". Gas/Spec Technology Group.
21. "Solvent Quality Guidelines". CCR Technologies Inc.Technical Bulletin.
Abedinzadegan, A. M. (1999). "Amine Degradation: Problems, Review Of Research Achievements, Recovery Techniques". United State Patent No.5912387.
Rooney, P. C. Jackson, L. T. (1999). "Amine Heat Stable Neutralization Having Reduce Solids". United State Patent No.5912387.
Caberly, S. H. Leaven, T. H. (1998). "Amine Heat Stable Removal From Type∏ Anion Exchange resin". United State Patent No.5788864.
Keller, A. E. (1990). "Reactivation of Spent Alkanolamine". United State Patent No.4970344.
Shao, J. Group Leader-Oil & Gas. "Amine Purification System (Ami pur)-Continuous Heat Stable Salt Removal From Amine Solution". Eco-Tec Inc. Canada.
Byszewski, C. H. (2003). "Process For The Removal Of Heat Stable Amine Salt". United State Patent No.6517700 B2.
Carlson, S. Canter, S. Jenkins, J. (2001). “Canadian Gas Treating Solvent Quality Control – Unique Challenges”. CCR Technologies Ltd.
