الزامات تصفیه گاز طبیعی چیست؟

به عنوان یک تامین کننده باتجربه سیستم های تصفیه گاز، من از نزدیک شاهد نقش حیاتی تصفیه مناسب در صنعت گاز طبیعی بوده ام. گاز طبیعی، یک منبع انرژی همه کاره و پرمصرف است، قبل از اینکه بتوان از آن به طور ایمن و کارآمد در کاربردهای مختلف استفاده کرد، باید شرایط خلوص خاصی را برآورده کند. در این پست وبلاگ، من به بررسی الزامات تصفیه گاز طبیعی می پردازم، آلاینده های کلیدی را که باید حذف شوند و فناوری های به کار رفته برای دستیابی به سطوح خلوص مطلوب را بررسی می کنم.

چرا گاز طبیعی را تصفیه کنیم؟

گاز طبیعی، همانطور که از زمین استخراج می شود، مخلوط پیچیده ای از هیدروکربن ها و سایر مواد است. در حالی که عمدتا از متان (CH4) تشکیل شده است، می‌تواند حاوی ناخالصی‌هایی مانند بخار آب، دی اکسید کربن (CO2)، سولفید هیدروژن (H2S)، نیتروژن (N2) و مقادیر کمی از ترکیبات باشد. این ناخالصی ها می توانند چندین اثر مخرب بر کیفیت و قابلیت استفاده گاز طبیعی داشته باشند:

• خوردگی: بخار آب و گازهای اسیدی مانند CO2 و H2S می توانند باعث خوردگی در خطوط لوله، مخازن ذخیره سازی و سایر تجهیزات شوند که منجر به نشت، کاهش راندمان و افزایش هزینه های تعمیر و نگهداری شود.
• کاهش ارزش گرمایشی: اجزای غیر هیدروکربنی مانند CO2 و N2 ارزش گرمایشی گاز طبیعی را کاهش داده و محتوای انرژی و کارایی آن را کاهش می دهند.
• تاثیر زیست محیطی: H2S گازی سمی و بدبو است که می تواند برای انسان و حیوانات خطراتی را برای سلامتی انسان به همراه داشته باشد. همچنین در هنگام سوختن به آلودگی هوا و باران اسیدی کمک می کند.
• سازگاری فرآیند: برخی از فرآیندهای صنعتی به گاز طبیعی با سطوح خلوص خاص برای اطمینان از عملکرد مطلوب و کیفیت محصول نیاز دارند. به عنوان مثال، گاز طبیعی مورد استفاده در سلول های سوختی یا واکنش های شیمیایی خاص باید عاری از آلاینده هایی باشد که می توانند کاتالیزورها را مسموم کنند.

آلاینده های کلیدی و الزامات تصفیه

بخار آب

بخار آب یکی از رایج ترین آلاینده های گاز طبیعی است. این می تواند باعث خوردگی، تشکیل هیدرات (که می تواند خطوط لوله را مسدود کند) و کاهش راندمان در تجهیزات پردازش گاز را ایجاد کند. حداکثر مقدار مجاز آب در گاز طبیعی بسته به کاربرد متفاوت است، اما معمولاً در محدوده 4 تا 7 پوند بر میلیون فوت مکعب استاندارد (lb/MMscf) است.

دی اکسید کربن (CO2)

CO2 گازی غیر قابل احتراق است که ارزش گرمایشی گاز طبیعی را کاهش می دهد. همچنین چگالی گاز را افزایش می‌دهد که می‌تواند بر نرخ جریان خط لوله و الزامات تراکم تأثیر بگذارد. علاوه بر این، سطوح بالای CO2 می تواند باعث خوردگی در خطوط لوله و تجهیزات شود. حداکثر مقدار مجاز CO2 در گاز طبیعی برای انتقال خط لوله معمولاً حدود 2 تا 3 درصد است.

سولفید هیدروژن (H2S)

H2S یک گاز بسیار سمی و خورنده است که خطرات بهداشتی و ایمنی قابل توجهی دارد. این بوی مشخصه تخم مرغ فاسد دارد و می تواند باعث مشکلات تنفسی، سوزش چشم و حتی مرگ در غلظت های بالا شود. علاوه بر اثرات بهداشتی، H2S همچنین می تواند باعث خوردگی در خطوط لوله و تجهیزات شود و در هنگام سوختن به آلودگی هوا کمک کند. حداکثر مقدار مجاز H2S در گاز طبیعی برای انتقال خط لوله معمولاً کمتر از 4 ppmv (قسمت در میلیون حجم) است.

نیتروژن (N2)

N2 یک گاز بی اثر است که ارزش گرمایشی گاز طبیعی را کاهش می دهد. همچنین چگالی گاز را افزایش می‌دهد که می‌تواند بر نرخ جریان خط لوله و الزامات تراکم تأثیر بگذارد. حداکثر مقدار مجاز N2 در گاز طبیعی برای انتقال خط لوله معمولاً حدود 4 تا 5 درصد است.

سایر آلاینده ها

علاوه بر آلاینده های فوق، گاز طبیعی می تواند حاوی مقادیر کمی از مواد دیگر مانند جیوه، فلزات سنگین و ترکیبات آلی فرار (VOCs) نیز باشد. این آلاینده ها می توانند اثرات مختلفی بر کیفیت و قابلیت استفاده گاز طبیعی داشته باشند و بسته به کاربرد خاص ممکن است نیاز به حذف داشته باشند.

فن آوری های تصفیه

برای برآورده کردن الزامات تصفیه گاز طبیعی، فناوری‌های مختلفی در دسترس است. انتخاب تکنولوژی به عوامل مختلفی از جمله نوع و غلظت آلاینده ها، سطح خلوص مورد نظر، حجم گاز مورد پردازش و هزینه و در دسترس بودن فناوری بستگی دارد. برخی از رایج ترین فناوری های تصفیه مورد استفاده در صنعت گاز طبیعی عبارتند از:

جذب

جذب فرآیندی است که در آن آلاینده ها از گاز طبیعی با عبور از بستری از مواد جاذب حذف می شوند. مواد جاذب، مانند کربن فعال یا غربال های مولکولی، سطح بالایی دارند و می توانند به طور انتخابی آلاینده های خاصی را جذب کنند. جذب یک فناوری پرکاربرد برای حذف بخار آب، CO2 و H2S از گاز طبیعی است.

جذب

جذب فرآیندی است که در آن آلاینده ها از گاز طبیعی با تماس آن با یک جاذب مایع حذف می شوند. جاذب، مانند محلول آمین، با آلاینده ها واکنش می دهد و ترکیبی محلول تشکیل می دهد که می تواند از گاز جدا شود. جذب یک فناوری رایج برای حذف CO2 و H2S از گاز طبیعی است.

جداسازی غشایی

جداسازی غشایی فرآیندی است که در آن آلاینده ها از گاز طبیعی با عبور از یک غشای نیمه تراوا حذف می شوند. غشاء به اجزای خاصی از گاز اجازه عبور می دهد و در عین حال بقیه را حفظ می کند. جداسازی غشایی یک فناوری نسبتا جدید است که به طور فزاینده ای برای حذف CO2 و بخار آب از گاز طبیعی محبوب می شود.

جداسازی برودتی

جداسازی برودتی فرآیندی است که در آن گاز طبیعی تا دمای بسیار پایین خنک می شود تا اجزای آن بر اساس نقطه جوش آنها جدا شود. جداسازی برودتی یک فناوری بسیار کارآمد برای حذف N2، CO2 و سایر اجزای غیر هیدروکربنی از گاز طبیعی است. با این حال، این فرآیند نسبتاً پرهزینه و انرژی بر است.

سیستم های تصفیه گاز ما

ما به عنوان یک تامین کننده پیشرو در سیستم های تصفیه گاز، طیف گسترده ای از راه حل ها را برای برآوردن نیازهای تصفیه صنعت گاز طبیعی ارائه می دهیم. ماسیستم تصفیه گاز طبیعیبرای حذف طیف گسترده ای از آلاینده ها از گاز طبیعی، از جمله بخار آب، CO2، H2S و N2 طراحی شده است. سیستم ما از فناوری های پیشرفته ای مانند جذب، جذب و جداسازی غشایی برای دستیابی به سطوح خلوص بالا و اطمینان از عملکرد قابل اعتماد و کارآمد تجهیزات پردازش گاز شما استفاده می کند.

علاوه بر سیستم های تصفیه گاز طبیعی، ما نیز ارائه می دهیمسیستم تصفیه بیوگازبرای خالص سازی بیوگاز، یک منبع انرژی تجدید پذیر که از هضم بی هوازی مواد آلی تولید می شود. سیستم تصفیه بیوگاز ما برای حذف ناخالصی‌هایی مانند CO2، H2S و بخار آب از بیوگاز برای تولید بیومتان با کیفیت بالا طراحی شده است که می‌تواند به عنوان جایگزینی برای گاز طبیعی استفاده شود.

برای نیازهای خود در تصفیه گاز با ما تماس بگیرید

اگر به دنبال راه حلی مطمئن و مقرون به صرفه برای تصفیه گاز طبیعی یا بیوگاز هستید، به دنبال سیستم های تصفیه گاز ما نباشید. تیم کارشناسان ما تجربه زیادی در طراحی، نصب و نگهداری سیستم های تصفیه گاز دارند و می توانند به شما در انتخاب راه حل مناسب برای نیازهای خاص خود کمک کنند. امروز با ما تماس بگیرید تا درباره محصولات و خدمات ما بیشتر بدانید و در مورد نیازهای تصفیه گاز خود صحبت کنید. ما مشتاقانه منتظر همکاری با شما برای دستیابی به اهداف تصفیه گاز خود هستیم.

مراجع

• «فرآوری گاز طبیعی: اصول و فناوری» نوشته مختار الصحاف و محمد ع. گدالا
• «تصفیه گاز» اثر آرتور ال کهل و ریچارد بی. نیلسن
• کتاب راهنمای انتقال و فرآوری گاز طبیعی نوشته مختار الصحاف و محمد ع. گدالا