Sour Gas Sweetening
أن الغاز الطبيعي يحتوي عادة ً على بعض الشوائب impurities مثل كبريتيد الهيدروجين H2S وثاني أوكسيـــــد الكربون CO2 والهيدروكاربونات الثقيلة مثل المركبتان. تعرف هذه المركبات بالغازات الحامضية Acid gases.
أما الغاز الطبيعي الحاوي على H2S أو مركبات كبريتية أخرى مثل CS2 – COS والمركبتان يسمى الغاز الحامضي Sour Gas ، أما إذا كان يحتوي على CO2 فقط فيسمى بالغاز الحلو Sweet Gas.
وعادة ً يجب إزالة كل من H2S – CO2 لمنع حدوث مشاكل التآكل وزيادة القيمة الحرارية للغاز.
أن تحلية الغاز الطبيعي Sweetening هي أحد أهم الخطوات في معالجة الغاز ، وترجح أهمية تحلية الغاز للأسباب التالية:
1. المخاطر الصحية: يمكن تحسس غاز H2S بالشم إذا كان تركيزه 0.13 ppm ، ويمكن شمه بشكل واضح بتركيز4.6ppm أما إذا زاد التركيز عن 200 ppm فأن حاسة الشم تتعطل. وفي تركيز 500 ppm تحدث مشاكل في التنفس ويتوقع أن يموت الشخص خلال دقائق . أما بتركيز 1000 ppm فيؤدي الى الوفاة فوراً.
2. تأثيرها على تسعيرة الغاز: وهو أحد أهم ثلاث عوامل مؤثرة على تسعيرة الغاز . والمفاوضات التجارية تكون عادة ً صارمة جداً بخصوص محتوى H2S.
3. مشاكل التآكل: إذا زاد الضغط الجزئي لغاز CO2 عن 15 psia يجب أستعمال مواد مانعة للتآكل لمنع حدوث ذلك.
طرق تحلية الغاز الطبيعي
1. الأمتصاص بالطبقة الصلبة Solid bed Absorption:وتضمن هذه الطريقة إزالة كلية لـ H2S بتراكيز منخفضة وتستعمل المواد التالية: iron sponge – molecular sieve – أوكسيد الزنك. وهذه الطريقة ملائمة لأزالة كمية قليلة من الكبريت عندما يكون تدفق الغاز قليلاً أو تركيز H2S قليلاً أو الأثنان معاً.
2. المذيبات الكيميائية Reactive Solvents: مثل:
– Monoethanole Amine “MEA“.
– Diethanole Amine “DEA“.
– Diglycol Amine “DGA“.
– Di-iso Propanol Amine “DIPA“.
– كاربونات البوتاسيوم الحارة.
– وبعض المذيبات المختلطة. تستعمل هذه المحاليل لأزالة كميات كبيرة من H2S – CO2 . كما يمكن إعادة تنشيط Regeneration لهذه المذيبات.
3. المذيبات الفيزياوية Physical Solvents
مثل Selexol – Recitisol – Purisol – بالأضافة الى الفلور .. وأغلب هذه المذيبات يستعمل لأزالة CO2 كما يمكن إعادة تنشيطها أيضاً.
4. الأكسدة المباشرة للكبريت Direct Oxidation to Sulfur:
تستعمل مواد مثل Sulferox – Stertford وهذه الطريقة تقلل من أنبعاثات H2S.
5. الأغشية: تستعمل هذه الطريقة مع تراكيز عالية من CO2.
كيفية أختيار الطريقة المناسبة للتحلية:
هناك العديد من العوامل التي يجب أخذها بنظر الأعتبار عند أختيار طريقة تحلية الغاز وهي:
1. نوع المركب المراد إزالته ( H2S – المركبتان).
2. تراكيز الغاز الحامضي الداخل والخارج inlet & outlet Acid Gas Concentrations.
3. معدل تدفق الغاز – درجة حرارته – وضغطه.
4. مدى ملائمة هذه الطريقة.
5. الأنتقائية Selectivity للغاز الحامضي المطلوب.
6. وجود المركبات الآروماتية في الغاز.
7. موقع البئر.
8. الأعتبارات البيئية.
9. الجدوى الأقتصادية.
ويتم أختيار الطريقة المناسبة على ضوء كمية الكبريت الداخل وكمية الكبريت في الخط الخارج. وعند عدم الرغبة بأستخلاص الكبريت ، يمكـــن أختيـــار الطرق غيرالمباشرة مثل: طرق الطور السائل Liquid-phase processes وطرق الطبقة الجافة Dry-Bed Processes والتي يتم أختيارها في حال كون تركيز الكبريت قليلاً جداً ومثال هذه الطرق: طريقة أوكسيد الزنك Zink – Oxide أو أوكسيد الحديد Iron – Oxide Sponge.
أما عند الرغبة بإزالة كمية كبيرة من H2S أو CO2 أو الأثنان معاً فيتم أستعمال طرق الطور السائل وعند الرغبة بأزالة H2S فقط تكون المذيبات الفيزياوية مناسبة أكثر والتي يمكن أن تستخدم لأزالة CS2 أو CO2 بشكل أنتقالي وعند أحتواء خط الدخول feed على كمية كبيرة من الهيدروكاربونات C3+ فأن المذيبات الفيزياوية تؤدي الى خسارة كبيرة في هذه الهيدروكاربونات لأنها تتحرر من المذيبات مع الغازات الحامضية . وعملية أستخلاصها مرة ً ثانية ً غير مجدي أقتصادياً. وعند أحتواء الخط الداخل على H2S أو CO2 والرغبة في أزالتها يجب أستعمال المذيبات الكيمياوية مثل الأمينات والكربونات. وطريقة الأمين ذات تفاعلية عالية وكلفة واطئة بالأضافة الى مرونة عالية في التصميم والتشغيل أما الكاربونات فتستعمل لأزالة COS – CS2 وهذه الطريقة ذات كلفة واطئة أيضاً.
وعلى أية حال فأن أختيار الطريقة المناسبة يجب أن يؤخذ بنظر الأعتبار الأعتبارات البيئية والأقتصادية…
أقرأ أيضاً تجفيف الغاز الطبيعي
