روشهای مرکاپتان زدایی میعانات گازی
در صنعت نفت، میعانات گازی به‌عنوان یک منبع انرژی مهم در کارخانه‌های پالایشی مورداستفاده قرار می‌گیرند. این میعانات شامل هیدروکربن‌های سبک و سنگینی مانند متان، اتان، بوتان، پروپان و ایزو بوتان هستند. همچنین میعانات شامل مرکاپتان، بوتان، پنتان و هگزان نیز هستند که به‌عنوان مواد اولیه در تولید بنزین و سایر محصولات نفتی مورداستفاده قرار می‌گیرند. در این مقاله، به روشهای ساده و اقتصادی مرکاپتان زدایی میعانات پرداخته و راهکارهایی برای انجام این فرایند در کارخانه‌ها معرفی خواهیم کرد.
مرکاپتان چیست و چه خصوصیات دارد؟
مرکاپتان‌ها یا تیول‌ها ترکیبات آلی گوگردی هستند که دارای فرمول عمومی R-SH هستند. در این فرمول، R گروه آلیفاتیک یا آروماتیک است و SH گروه تیول است. مثال‌هایی از مرکاپتان‌ها عبارت‌اند از:
- متیل تیول با فرمول CH3-SH
- اتیل تیول با فرمول C2H5-SH
- بوتیل تیول با فرمول C4H9-SH
مرکاپتان‌ها در میعانات گازی و نفتی به‌صورت طبیعی وجود دارند. مقادیر مختلفی از مرکاپتان‌ها در میعانات یافت می‌شود که بستگی به منبع و نوع آن دارد. برخی از منابع عمده تولیدکننده میعانات حاوی مرکاپتان هستند، مانند:
- خلیج‌فارس
- خلیج مکزیک
- آسیا
- آفریقا
مرکاپتان‌ها خصوصیات منفی بسیار زیاد بر روی کیفیت و قابل‌استفاده بودن میعانات دارند. بعضی از این خصوصیات عبارت‌اند از:
- بوی بد: مرکاپتان‌ها بوی بسیار بد و نامطبوع دارند که شبیه به بوی تخم‌مرغ پوری یا سیر فاسد است. این بو باعث نارضایتی و ناراحتی کاربران و کارکنان صنعت گاز و نفت می‌شود.
- سمی: مرکاپتان‌ها سمی هستند و در صورت تماس با پوست، چشم، دستگاه تنفسی و یا خوردن، باعث التهاب، سوختگی، سرفه، خونریزی، سردرد، تهوع و اختلالات عصبی می‌شوند.
- خورنده: مرکاپتان‌ها خورنده هستند و باعث آسیب به تجهیزات و لوله‌های حمل‌ونقل میعانات می‌شوند. این آسیب ممکن است منجر به نشت، آتش‌سوزی، انفجار و حادثه زیست‌محیطی شود.
- کاهش ارزش بازاری: مرکاپتان‌ها باعث کاهش ارزش بازاری میعانات می‌شوند. این ارزش بازاری بستگی به استانداردهای کیفی دارد که برای میعانات تعیین شده است. برای مثال، در بسیاری از کشورها، حداکثر مقدار مجاز گوگرد در گاز طبیعی 20 میلی‌گرم در مترمکعب و در بنزین 10 میلی‌گرم در لیتر است.
به دلایل فوق، مرکاپتان زدایی از میعانات برای افزایش کیفیت و قابل‌استفاده بودن آن ضروری است.
ازآنجایی‌که مرکاپتان‌ها در فرایند تولید برخی از محصولات نفتی مورداستفاده قرار می‌گیرند، حذف آن‌ها از میعانات گازی می‌تواند به تولید محصولات باکیفیت و بازدهی بیشتر در کارخانه‌های پالایشی کمک کند. به‌علاوه، حذف مرکاپتان‌ها از میعانات گازی می‌تواند به کاهش هزینه‌های تولید و افزایش بازدهی کمک کند.
مرکاپتان‌ها خصوصیات منفی بسیار زیاد بر روی کیفیت و قابل‌استفاده بودن میعانات دارند. بعضی از این خصوصیات عبارت‌اند از:
- بوی بد: مرکاپتان‌ها بوی بسیار بد و نامطبوع دارند که شبیه به بوی تخم‌مرغ پوری یا سیر فاسد است. این بو باعث نارضایتی و ناراحتی کاربران و کارکنان صنعت گاز و نفت می‌شود.
- سمی: مرکاپتان‌ها سمی هستند و در صورت تماس با پوست، چشم، دستگاه تنفسی یا خوردن، باعث التهاب، سوختگی، سرفه، خونریزی، سردرد، تهوع و اختلالات عصبی می‌شوند.
- خورنده: مرکاپتان‌ها خورنده هستند و باعث آسیب به تجهیزات و لوله های حمل‌ونقل میعانات می‌شوند. این آسیب ممکن است منجر به نشت، آتش‌سوزی، انفجار و حادثه زیست‌محیطی شود.
- کاهش ارزش بازاری: مرکاپتان‌ها باعث کاهش ارزش بازاری میعانات می‌شوند. این ارزش بازاری بستگی به استانداردهای کیفی دارد که برای میعانات تعیین شده است. برای مثال، در بسیاری از کشورها، حداکثر مقدار مجاز گوگرد در گاز طبیعی 20 میلی‌گرم در مترمکعب و در بنزین 10 میلی‌گرم در لیتر است.
به دلایل فوق، مرکاپتان زدایی از میعانات برای افزایش کیفیت و قابل‌استفاده بودن آن ضروری است. در بخش بعد، به بررسی روشهای ساده و اقتصادی برای مرکاپتان زدایی میعانات خواهیم پرداخت.
چه روش‌هایی برای مرکاپتان زدایی میعانات وجود دارد؟
برای مرکاپتان زدایی میعانات، روشهای مختلفی وجود دارد که به دودسته کلی تقسیم می‌شوند: روشهای فیزیکی و روشهای شیمیایی.
روشهای فیزیکی، روش‌هایی هستند که بر اساس تفاوت خصوصیات فیزیکی مرکاپتان‌ها و مواد دیگر در میعانات، مانند فشار، دما، جرم مولکولی و حلالیت، عمل می‌کنند. بعضی از روشهای فیزیکی عبارت‌اند از:
- فشار زدایی: در این روش، با کاهش فشار میعانات به‌صورت ناگهانی دما و حلالیت گاز کاهش می‌یابد. این کاهش حلالیت باعث جداسازی بخشی از گاز حل شده در مایع شده و در نتیجه کاهش غلظت مرکاپتان‌ها در میعانات می‌شود.
- برج جذب: در این روش، میعانات با استفاده از چندین برج جذب که دارای پرکننده‌های مناسب هستند، تماس داده می‌شود. در این فرایند، بخشی از گاز حل شده در مایع جذب شده و در نتیجه کاهش غلظت مرکاپتان‌ها در میعانات رخ می‌دهد.
- برج استخراج: در این روش، میعانات با استفاده از چندین برج استخراج که دارای حلال‌های مناسب هستند، تماس داده می‌شود. در این فرایند، بخشی از گاز حل شده در مایع به حلال منتقل شده و در نتیجه کاهش غلظت مرکاپتان‌ها در میعانات رخ می‌دهد.
روشهای شیمیایی، روش‌هایی هستند که بر اساس تغییر ساختار شیمیایی مرکاپتان‌ها و تبدیل آن‌ها به ترکیبات دیگر، عمل می‌کنند. بعضی از روشهای شیمیائی عبارت‌اند از:
- آمین زدایی: در این روش، میعانات با استفاده از چندین برج آمین زدایی که دارای گروه‌های آمین مناسب هستند، تماس داده می‌شود. در این فرایند، گروه‌های آمین با گروه‌های تیول و سولفید ترکیب شده و ترکیبات آمونیومی تشکیل می‌دهند. این ترکیبات آمونیومی با استفاده از روشهای فیزیکی یا شیمیایی جذب یا جداسازی می‌شوند.
- اکسیداسیون: در این روش، میعانات با استفاده از چندین برج اکسیداسیون که دارای عامل‌های اکسیدکننده مناسب هستند، تماس داده می‌شود. در این فرایند، عامل‌های اکسیدکننده با گروه‌های تیول و سولفید واکنش داده و ترکیبات سولفاتی و سولفونیک تشکیل می‌دهند. این ترکیبات سولفاتی و سولفونیک با استفاده از روشهای فیزیکی یا شیمیایی جذب یا جداسازی می‌شوند.
- پلیمریزاسیون: در این روش، میعانات با استفاده از چندین برج پلیمریزاسیون که دارای عامل‌های پلیمر ساز مناسب هستند، تماس داده می‌شود. در این فرایند، عامل‌های پلیمر ساز با گروه‌های تیول و سولفید واکنش داده و پلیمرهای حل‌نشدنی تشکیل می‌دهند. این پلیمرها با استفاده از روشهای فیزیکی چون فیلتراسیون یا جداسازی مغناطیسی جذب یا جداسازی می‌شود.
در نهایت، باید توجه داشت که روشهای مختلف مرکاپتان زدایی باید به‌صورت اقتصادی و محاسبه بازدهی در کارخانه‌های پالایشی اجرا شوند. در این راستا، انتخاب روش مناسب برای انجام مرکاپتان زدایی باید باتوجه‌به نیازهای و شرایط مختلف کارخانه‌ها صورت گیرد.
برای مطالعه مقالات بیشتر به صفحه اصلی پتروپالایش نیک یزد مراجعه کنید.
دیدگاه خود را ثبت کنید
تمایل دارید در گفتگو شرکت کنید؟نظری بدهید!