Taknoolojiyada Ka Saarida Sulfaar ee Dhisida Gaaska

Xaqiiqadda Gas La Xidhiyey: Maxaa yeelay Korka Sulfaar Waa Mid Ka Dhinac Marayn

Gas kaalay ah ee dhammaystiran oo ka soo baxa qorraxa waxay ku jiraan qaar yar oo kaliya. Kuwaas oo ku saabsan qorraxa, waa laga yaabaa inay leedahay qeexitaanka hydrogen sulfide (H2S) ka dari qaar yar oo keliya ilaa qaar ka badan oo isku mid ah. Hydrogen sulfide waa qorsho, xun, iyo qurux badan—laakiin xaaladda caafimaadka ayaa ku dhacaya marka uu ugu dhacayo eegga qaabka loo isticmaalo. Wuxuu qorsho dhagaxa carbon, wuxuu qaybaha la isticmaalo (catalysts) ku xun, iyo wuxuu ku badbaadiyaa biilka loo isticmaalo si loo hubiyo. Mid ka mid ah oo isticmaaleyaasha qaabka loo isticmaalo (midstream operator) ee Permian Basin wuxuu arki karaa xaaladda caafimaadka si xun: kadib markii uu gas kaalay ah (sour gas) ugu dhaqaaqayoo qaabka loo isticmaalo (facility) ee aan la isticmaalo, wuxuu beddelay inay ka badan tahay mil kaalay ah (two miles) oo dhagaxa iyo wuxuu ku celiyey ujeedada (production) sano saddex. Xaaladda caafimaadka waa la aqoon jiray. Ka saarinta sulfur ma aha wax ka duwan; waa xaaladda ugu horreysa ee loo isticmaalo si loo hubiyo gas.

Qaasihoodu wuxuu ku qoray dambadaba sannadood, si loo fahmo karaamada ugu yar ee ka saaran koorsooyinka H₂S iyo waxyaabaha kale ee sulfaar ka mid ah koorsooyinka biyaha. Alaabta maanta waxaa la isticmaalaa kuwa soo socda: xidhiidhka kemikali iyo xidhiidhka dhinaca joogta, taasoo leeyahay xaqiiqda uu ugu yar yahay oo ku saaran xagga xogta, xagga dhaqanka, iyo xagga ka dambeysa.

Xidhiidhka Aamiin: Qaasihoodu ee Dhaqanka

Boqorka dhammaan koorsooyinka biyaha, xidhiidhka aamiin waa isku dayn karaamada ugu badan. Kemiistrii waa mid caadi ah: xidhiidhka aamiin ee biyaha wuxuu la xiriiraa koorsooyinka biyaha ee xun ee ku jira tora ka xidhiidhka, iyo aamiin wuxuu ku qaadanaya H₂S (iyo mararka qaar CO₂) ka mid ah xagga biyaha. Xidhiidhka aamiin ee la qaadanayo marka hore wuxuu ku soo noqonaa xidhiidhka ka saaran acid gases, oo waxay sameeyaan xidhiidhka aamiin ee la qaadanayo oo ku soo noqonaa xidhiidhka ka xidhiidhka.

Methyldiethanolamine (MDEA) wuxuu ku dhacay inuu noqdo xidhiidhka ugu badan oo la isticmaalo si loo qaadanayo H₂S, sidoo kale marka la doorto inuu ka saaro CO₂ . Kaas oo kala duwan marka aminayaha ugu horreysa ama ugu dambeysa, MDEA wuxuu ka dhaqaaqdaa CO₂-ka si xun—taasii waxaa laga yaabaa ina la isticmaalo isku daynta si loo guurto H₂S-ka, laakiin CO₂-ka badan ay la kulmayn doonaan gas-ga muuqda. Mid ka mid ah masaradaha gas ee Gull Coast oo isticmaalaya habka MDEA oo leh 40% ayaa guurto H₂S-ka ku jira 4 ppm, laakiin CO₂-ka soo baxa ay la kulmayn doonaan 70% ka badan ee CO₂-ka soo noqda. Tani waxaa laga yaabaa inay lahaado taliyaha qofka uu yahay inay ugu yaraan CO₂-ka, laakiin ma ugu yaraan sulfur.

Taliyaha? Energiyada loo eegayo. Isku daynta amine wuxuu noqon doonaa inay lahaadaan enerji badan. Wuxuu noqon doonaa inay lahaadaan 1,200 ilaa 1,500 Btu per gallon ee amine oo la isku dayno, iyo marka ay lahaadaan masarad weyn, tani waxaa laga yaabaa inay lahaadaan xisbi badan oo la isticmaalo. . Kontroldii jinsiga waa taliyaha caadi ah—isku daynta amine wuxuu ka sii socdaan si xun marka jinsiga amine ee la isku dayno ay ka kordhi doonaan 45°C. . Marka ay lahaadaan dhulka cagta, tani waxaa laga yaabaa inay lahaadaan chillers, taasii waxaa laga yaabaa inay lahaadaan xisbi iyo xirfadda.

Isku daynta Qalabka Jidhka: Marka Taliyaha Ay Laheyn

Booqo ku saabsan ina la isticmaalo H₂S ee ka yar ah 1 ppm—sida xisaabta isku daynta LNG ama isticmaalada cellka dhaxalka—natiijooyinka amine waxay noqon karaan inay ku jirto qaybaha gaar ah. Sidaas daraaddeed, waa halka loo isticmaala adsorption-ka bedka jidh (solid bed). Bedkii zinc oxide waa foomaha caadiga ah: H₂S waxay la isku dhaafataysaa ZnO si ay ugu dhisaa zinc sulfide, taas oo ku soo gudubaa bedka ilaa marka la guulaysto. Arrintu waa caadi ah, ma reqiren in lagu isticmaalo lacag, waxaana siiya H₂S ee ka dib marka ah 1 ppm mararka qaar.

Lakini waxaa jira xukuum. Bedkii jidh (solid beds) waa waxyaalaha loo isticmaalo mar aad. Marka zinc oxide ay la isku dhaafatayso guud ahaan, bedku waa in la badalo ama la isku dayno, taas oo waxay ka dhigtaan in arrintu la khatirayo. Waa mid ka mid ah waxyaalaha LNG ee ku yaal Qatar wuxuu isticmaala bedkii ZnO ee ka mid ah waxyaalaha ka badan oo ku jirto parallel, waxay isku badashaa bedkii isku daynaya in arrintu liquefaction ku jirto ma la jiro in la ogaado in sulfur ay ku soo baxaan. Arrintu waa inay la xiriiraan marka qiimaha gas-ka la isku daynayo ay ku xiriiraan xisbiyadda badal-ka media—laakiin boogga la’iinta ka yar, amine treating waa inay ku xiriiraan xisbiyadda isticmaalka.

Kala jirka Qaabka Membran iyo Xidhiidhaha Cusub

Qaabka membranka wuxuu ku dhaqaaqayaa qaybta ugu weyn ee ka saarida guriga, si gaar ah waxyaabaha ku jira CO₂-ka badan marka ay isku xiran yihiin taasoo ka dhacaya in ay kala jirin. Membranku oo la isticmaalo polimeerka oo leh qaybta loo xaqiijinayo waxaa laga yaabaa inay saari doonaan H₂S ka dib marka ay ku jiraan inta 4–50 ppm marka ay ku jiraan inta 100–200 ppm. Waxyaabaha uu ku jiraa waa fahamka: ma jiro kemikaliyada, ma jiro qallooc, iyo qaybta ugu yar ee qaabka. Kani oo la isticmaalo shirkad kasta oo la isticmaalo qaabka membranka ee ku jira 30 MMscfd waxaa la sheegay in ay isticmaaleen 40% ka yar oo ku saarida qaabka amine ee ay la isticmaalin.

Sidaas awgeed, membranku ma ahan wax qalbi ah. Wuxuu ku xusha waxyaabaha ku jira hydrocarbons weyn oo ku saaraya ama ku xunaysa qaybta polimeerka. Isku daynta hore ee ku saarida liqidiyada iyo qaybaha qabarka waa in la sameeyo, iyo qaybta loo xaqiijinayo waxaa ka sii wanaagsan marka ay ku jiraan taas oo ku saaraya qaybta loo xaqiijinayo. Booskaan, membranku wuxuu ku leeyahay qaybta ugu wanaagsan ee ku saaraya qaabka amine ama qaabka ku saaraya qaybta ku jira qaybta ugu dambeeya.

Ku saaridda xoolaha dhexe: Ku saaridda kaaloo 99.9%

Tani waa lambarka oo ku saabsan qaar ka badan: isku daynta Claus ee caasimada ah ee leh 2 ilaa 3 isku daynayaal ay khasaari doonaan 93 ilaa 98% ee caasimada . Caasimadu oo dhan ee ku jira gudaha xagga arikiisa ma aha wax qabow ama suurtagal ah—waxay noqon doonaan warqad la’dayn. Isku daynta gudaha xagga arikiisa (TGTUs) ay ku darayaan taraqaasayda si ay ugu dhisaaan caasimadu oo ku jira sida H₂S, kadib markaas ay ugu soo gudubtaan isku daynta amine ee ku saabsan .

Lambartu waa ku saabsan. Marka TGTU ay ku jirto, caasimadu oo dhan ay khasaari doonaan 99.9% ka badan. Markaas weyn oo ku jira xagga gudaha magaalada U.S. ay ugu guurteen isku daynta Claus ee ku jira sida TGTU iyo ay ka saarayn in 90% ka badan ee SO₂, taasoo ku saabsan caasimadu 12 ton oo ka badan per day—warqad oo ku jira xagga arikiisa. Waa lagu heli karaa markaas oo dhan ka badan 18 maalmood, taasoo ku saabsan caasimadu iyo xasiloonka ay ka saarayn.

Kaliyaha xiriirka TGTU waa doorashada solvanti. MDEA caadi ah wuxuu la isticmaalaa, laakiin isku darshooyinka la xiriiraayay waxay ku darsan yihiin inay ku hortagtaan xiriirka H₂S oo ka dib marka ay ku jiraan jiritaanka sare—si loo yaabo 50°C lean amine—waxay kala duwaneyn doonaysa chillers ee la’ameynta. boogga ku jira qaybaha caadad ah ama boogga ku jira xoolaha ku saabsan, waa wax qurux badan.

Dhacdaynta Xaqiiq: Kii La Doortay Waa Qaybaha Ku Saabsan

Doortida teknoolojiyada la isticmaalo in la kordhinayo guriga sulfur ma aha inaad doortaan “kooxka ugu wanaagsan”—balaa inaad ku xidhiin teknoolojiyada ku saabsan xogta iyo xiriirka la isticmaalo. Tani waa kii ku saabsan doortida:

1. Qabashada sulfur ee xogta. H₂S sare (ka hor 5%) waxay u muuqinayaan in amine treating la isticmaalo iyadoo la isticmaalo Claus unit si loo helo sulfur. H₂S yar (ka danbe 100 ppm) waxay noqon karaan in la isticmaalo adsorber ee dhinaca la xiriiraayay.

2. Xariiqa. Isku darshooyinka amine waxay ku guuleysaa isku darshooyinka; membranes iyo dhinaca la xiriiraayay waxay leedahay bal eeg ka yar oo ku saabsan xariiqa.

3. CO₂ co-absorption. Haddii CO₂ ku soo saaridka ay ugu yaraan, qaybaha MDEA waxay leedahay fursad dheer. Haddii CO₂ ay sidoo kale u baahan yihiin in la saaro, qayb ka mid ah amine ama solvent fisikalka ay ku jiraan fursad dheer.

4. Tallaabada buumta. LNG wuxuu u baahan yahay H₂S ka yar marka 1 ppm. Gas ka taliyey ee xoolaha ay khasaari kartaa 4 ilaa 10 ppm. Marka uu ku qorsho yahay tallaabada, markaasaa aad ku bixi doontaa.

5. Xukuumadda xisaabta iyo qanunaha. Kuwa aan la xukuumayn oo ku jira qanun xoog leh oo ku saabsan SO₂, qaybaha Claus + TGTU waxay leedahay shuruudh xoog leh.

Wax ka mid ah waxyaalaha oo ka dib marka la isticmaalo qof kasta oo ku jira dhaqanka: ha aad ku qorsho qaybta. Qof ka mid ah gas ka mid ah magaalada West Texas wuxuu gudbey 2 sano inuu qorsho qayb ka mid ah amine iyo membrane, laakiin marka la guuleysto wuxuu la saaray sababtoo ah wax ka dhacay in qaybta ay ku jiraan isku dhafayn. Qaybta MDEA oo caadi ah ayaa ku dhaqmayn karta shaqsiyada marka la bixiyo 1/2 ee qaybta ku jira. Mararka qaar, teknoolojiyaha aan la isticmaalo waxaa ku jira waxyaalaha aan la isticmaalo 50 sano.

Qaacidda iyo dhaqanku waa mid ka badan oo ku saabsan teknoolojiyaha

Kimiya waa la ogaaday. Alaabuhu waa ku jira qorsho. Waxyaalaha oo kala duwanaya waxyaalaha saxda ah ee ka saaraya sulfaar iyo waxyaalaha oo ka dhacaya inay ugu yaraan dhaqankiisa waa xiriirka—xidhiidhka xaq ah, xidhiidhka saxda ah, iyo taalinta shaqsiyada oo ku shaqeeya. Absorber oo aan la xidhiidhin saxda ah waa la leeyahay inay amine solution ku baxdo gas-ka soo socda. Reboiler oo aan la xidhiidhin saxda ah waa la leeyahay inay regeneraatiyada aan la xidhiidhin saxda ah, iyo amine lahaa waa la leeyahay inay ka dhacdo H₂S ilaa xagga ka baxa. Tani ma aha waxyaalaha teoriya; waxyaalahan ayaa ku dhacaya marka aan la xidhiidhin saxda ah ee qof kasta oo ku shaqeeya qoraal.

Kuwa ku saabsan inay xadgudub kaga dhacdo, waxyaabaha ku saabsan inay isticmaalaan fabrikashanka oo sheegaysa dhammaan xariiqa gas-ka soo saaraya—ilaa isku qabsiga ka soo baxa ilaa soo saarita sulfaar—wuxuu noqon doonaa farcii. Koorporasiyada sida GreenFir ayaa keenaysa hababaha ugu yar ee ugu jiro oo la sameeyo iyo xaqiijinta xaqiiq ah ee awoodaha soo saarita gas-ka oo la xidhiidha, si ay ugu dhowaado xadgudubaha ku saabsan isku xidhinta oo la xidhiidha marka la isticmaalo waxyaabaha ka mid ah kaaloo. Marka xariiqaha soo saarita sulfaar ay ku jiraan oo la sameeyo, xariiqaha ay ku jiraan oo la sameeyo, iyo gas-ka ay ku jiraan oo la sameeyo.