فرایند شیرین سازی گاز با آمین

برای خرید و فروش مواد شیمیایی صنعتی می‌توانید از طریق شماره زیر با کارشناسان بخش فروش دکتر کمیکال ارتباط برقرار کنید و مواد شیمیایی موردنظر خود را تهیه کنید.

02166568403

آمین های مورد استفاده در فرآیند شیرین سازی گاز طبیعی

شیرین سازی گاز با آمین از جمله جذاب‌ترین مباحث در صنعت نفت و گاز می‌باشد که برای فرآوری گاز و جداسازی دی اکسید کربن و گوگرد مورد استفاده قرار می‌گیرد. تا ادامه مقاله “فروشگاه مواد شیمیایی دکتر کمیکال” را همراهی کنید تا با فرایند شیرین‌ سازی گاز با آمین‌ها به خوبی آشنا شوید.

در دهه ۱۹۳۰ براي اولين بار از آلکانول آمين‌ها براي “شيرين سازی گاز” استفاده شد و از آن زمان تا دهه ۱۹۷۰، “مونو اتانول آمین” (MEA) بیشترین کاربرد را داشت، ولی از دهه ۱۹۷۰، به علت معايبي که مونو اتانول آمين داشت مانند خوردگي و هدر رفت حلال، دي اتانول آمين (DEA) جايگزين اين آمين شد، از اواسط دهه ۱۹۷۰ و بخصوص در دو دهه اخير متيل دي اتانول آمين (MDEA) به خاطر مزايايي مانند توانايي جداسازي گزينش پذير سولفيد هيدروژن در حضور دي اکسيد کربن، پايداري بالا و مصرف انرژي پايين براي بازيافت حلال کاربرد وسيعي در صنعت گاز پيدا کرده است. آلکانول آمين‌ها به طور کلي از حداقل يک گروه هيدروکسيل (-COH) و حداقل يک گروه آمينو (-NH2) تشکیل می‌شوند.

1. آمين‌هاي نوع اول (Primary)، مونو اتانول آمین (MEA) و دی گلایکول آمین (DGA)
2. آمین‌های نوع دوم (Secondary)، دی اتانول آمین (DEA) و دی ایزو پروپانول آمین (DIPA)
3. آمین‌های نوع سوم (Tertiary)، تری اتانول آمین (TEA) و متیل دی اتانول آمین (MDEA)

“متيل دی اتانول آمين” يک آمين نوع سوم محسوب مي‌شود و در نتيجه فاقد گروه‌هاي فعال آمينو (-NH) در ساختار مولکوليش مي‌باشد. به همين دليل داراي يک ساختار شيميايي پايدار و قابليت انتخابي (گزينش پذيری) براي جذب مي‌باشد. در واقع عامل اصلي تجزيه آمين‌هاي نوع اول و دوم وجود همين گروه‌هاي فعال آمينو مي‌باشد. آمين تجزيه شده معمولاً بسيار خورنده است.

اين پايداري آمين نوع سوم اين امکان را مي‌دهد که از غلظت‌هاي بالاي آن (تا ٥٠ درصد) بدون توجه به مشکلات مربوط به خوردگي، بتوان استفاده کرد. اين قضيه موجب مي‌شود تا براي جذب يک مقدار مشخصي از گازهاي اسيدي ميزان دبي مورد نياز از محلول آمين نوع سوم کمتر از ميزان دبي مورد نياز از محلول آمين نوع اول يا دوم باشد و در نتيجه ميزان انرژي حرارتي مصرفي توسط ريبويلرهاي برج احياء به ميزان قابل توجهي کاهش يابد.

تصفیه گاز

تصفیه گاز

تصفیه گاز آمین به عنوان شیرین کردن گازها و از بین گازهای اسیدی شناخته شده هستند که مراحلی است که از محلول‌های آبی همانند آلکیلامین‌ها برای حذف و از بین بردن سولفید هیدروژن و دی اکسید کربن از گازها استفاده می‌شوند. تصفیه گاز آمین در پالایشگاه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند.

مطلب مکمل: انواع آمین ها

mdea چیست ؟

mdea انتخاب‌پذیری نسبتاً بالایی برای H2S در مقابل CO2 را داراست که در صنعت گاز حلالی محبوب به شمار می‌رود. سرعت واکنش MDEA با دی هیدروژن سولفید بسیار بالا می‌باشد. این در حالی است که سرعت واکنش آن با کربن دی اکسید پایین‌تر می‌باشد. حلال MDEA در از بین بردن H2S قوی عمل خواهد کرد که بیشتر برای افزایش قدرت حذف کربن دی اکسید مقداری دی اتانول آمین در مخلوط‌های حلال استفاده می‌کنند.

مقایسه انواع آمین ها

در جدول زیر آمين هاي نوع اول، دوم و سوم از لحاظ غلظت معمول مورد استفاده و ظرفيت جذب گازهاي اسيدي با يکديگر مقايسه شده اند:

همچنين آمين‌های نوع اول و دوم به طور مستقيم و سريع با سولفيد هيدروژن و دي اکسيد کربن واکنش مي‌دهند. اين در حاليست که آمين نوع سوم با سولفيد هيدروژن به طور مستقيم و سريع واکنش مي‌دهد، اما با دي اکسيد کربن به آهستگي و در دو مرحله وارد عمل مي‌گردد. بنابراين با محدود کردن زمان تماس آمين و گازهاي اسيدي مي‌توان سولفيد هيدروژن را به صورت انتخابي جدا نمود.

ویژگی‌های مونو اتانول آمین

ویژگی های دی اتانول آمین

ویژگی های متيل دي اتانول آمين

آمين های بر پايه متيل دی اتانول آمين

همانطور که در بالا به آن اشاره شد متيل دي اتانول آمين با وجود همه مزاياي مهمي که دارد، يک نقطه ضعف اصلي دارد که آن سرعت پايين واکنش با دي اکسيد کربن و در نتيجه ميزان کم جذب دي اکسيد کربن توسط اين حلال مي‌باشد. براي حل اين مشکل و استفاده از مزاياي اين حلال، در سال‌هاي اخير استفاده از حلال‌ها يا آمين هاي بر پايه متیل دی اتانول آمین (MDEA- based Amines) شامل آمین‌های فرموله شده (Formulated Amines) و مخلوط آمین‌ها (Mixed Amines) گسترش یافته است. در این آمین‌ها به متیل دی اتانول آمین، یک ماده فعالساز یا یک آمین نوع اول یا دوم، افزوده می‌شود.

در مخلوط آمين‌ها، يک آمين نوع دوم (دي اتانول آمين) يا يک آمين نوع اول (مونو اتانول آمين) به متيل دي اتانول آمين افزوده مي‌شود و در نتيجه با حفظ مزاياي متيل دي اتانول آمين، سرعت و ميزان جذب دي اکسيد کربن توسط اين حلال افزايش مي‌يابد.

در واقع در مخلوط آمين‌ها، با تلفيق مزاياي هر دو آمين موجود در مخلوط، يعني ظرفيت بالاي جذب گازهاي اسيدي توسط متيل دي اتانول آمين و سرعت بالاي واکنش آمين‌هاي نوع اول يا دوم با گازهاي اسيدي، هم سرعت و ميزان جذب گازهاي اسيدي (بخصوص دي اکسيد کربن) افزايش مي‌يابد و هم ميزان انرژي مورد نياز براي احياء حلال به صورت قابل توجهي کاهش مي‌یابد. ضمن اينکه اين حلال‌ها توانايي جداسازي گزينش پذير سولفيد هيدروژن در حضور دي اکسيد کربن را به صورت بسيار مطلوبي دارا هستند.

همچنين خورندگي کمتر و دبي کمتر حلال در گردش مزيت ديگر استفاده از مخلوط آمين‌ها مي‌باشند. همين عوامل سبب شده است تا استفاده از مخلوط آمين‌ها بخصوص در طول دهه اخير، گسترش قابل توجهي در صنعت گاز جهان پيدا نمايد.

فرایند شیرین سازی گاز با آمین

آمين های فرموله شده

در آمين‌های فرموله شده به متيل دي اتانول آمين، ماده فعالسازی (Activator) افزوده می شود و در نتیجه با تقویت کردن اين آمين و حفظ مزاياي آن، نقطه ضعف اصلي آن در ميزان کم جذب دي اکسيد کربن برطرف مي‌شود. اينكار با افزودن سرعت واکنش حلال با دي اکسيد کربن صورت مي‌گيرد. دليل اصلي گسترش کاربرد آن‌ها در صنعت گاز جهان به کاهش اندازه تجهيزات و صرفه جويي انرژي که در اين فرآيندها نسبت به ديگر فرآيندهاي آميني صورت مي‌گيرد، برمي‌گردد. ديگر مزاياي استفاده از اين حلال‌ها عبارتند از: کاهش خوردگي و کاهش دبي حلال در گردش

هر کدام از آمين‌های فرموله شده به طور اختصاصي توسط يک شرکت خاص تهيه مي شود و تحت ليسانس اختصاصي آن شرکت مي‌باشد. در جدول زير فهرستي از انواع آمين‌هاي فرموله شده و شرکت‌هاي صاحب ليسانس آن‌ها آمده است.

آمین‌های فرموله شده و شرکت صاحب لیسانس

متيل دی اتانول آمين فعالسازی شده

يکي از مشهورترين و پرکاربردترين حلال‌هاي فرموله شده، متيل دي اتانول آمين فعالسازي شده (activated MDEA) مي‌باشد که تحت ليسانس شرکت BASF بوده و در اوایل دهه ۱۹۷۰ توسعه پيدا کرد و اولين واحد تجاري آن براي شيرين سازي گاز طبيعي در سال ۱۹۸۲ نصب گرديد. در این حلال با استفاده از پیپرازین (Piperazine) متیل دی اتانول آمین فعالسازی شده و سرعت و میزان جذب دی اکسید کربن به طور قابل توجهی افزایش می یابد.

با استفاده از متيل دي اتانول آمين فعالسازي شده مي توان غلظت دي اکسيد کربن و سولفيد هيدروژن موجود در گاز شيرين خروجي را به حدود ۵ پي.پي.ام حجمي و ۱ پي.پي.ام حجمي کاهش داد. جذب بسيار پايين هيدروکربن‌هاي سنگين، خورندگي بسيار پايين (به طوريکه در ساخت تجهيزات عمدتاً از کربن استيل مي توان استفاده کرد)، دبي بسيار پايين حلال در گردش، توانايي انجام عمليات فرآورش جريانات گازي در فشارهاي بالا ( تا ۱۲۰ بار (bar) و تمایل کم به ایجاد کف از مزایای عمده استفاده از حلال است.

انواع آمین