بو دار کردن گاز

مقدمه :

با کشف و استخراج صنعتی نفت و گاز، راه صعود بشر از پله های ترقی و توسعه بسیار هموار گردید بطوری که طی مدتی بسیار کوتاه هزاران برابر اجداد خود پیشرفت کرد.

نقش نفت و گاز در زندگی امروز بقدری پر رنگ شده است که زندگی بدون آنها تقریباً غیر قابل تصور است.

پیش از آغاز سرفصلهای دوره پیش رو و جهت تکمیل مبحث ابتدا مختصری در مورد استخراج و تصیه گاز طبیعی و روش های انتقال توضیح داده خواهد شد که امید است مورد توجه و استفاده قرار گیرد سپس به تشریح دلایل بودار کردن گاز، ساختمان و خواص مواد بودار کننده گاز ، روشها و دستگاههای بودار کردن گاز و مسایل ایمنی و ... خواهیم پرداخت.

 

گاز طبیعی ترش استخراج شده از چاه های گاز شامل مخلوطی از گازهای سوختی نظیر متان، اتان، پروپان، بوتان و ... گاز نیتروژن، گاز دی اکسید کربن، گاز سولفید هیدروژن، آب، میعانات گازی، جیوه و مقادیر بسیار کمی از سایر ترکیبات مانند انواع مرکاپتان ها و ترکیبات سولفوره ، گل و لای و غیره بصورت گاز، مایع و ذرات جامد می باشد.

مقادیر مواد ذکر شده بسته به نوع منبع استخراج متفاوت است.

به هر حال گاز استخراجی در پالایشگاهها طی فرایندهای خاص تصفیه شده و مواد مضر و همچنین موادی که امروزه به دلیل توسعه روز افزون علم و صنایع بخصوص صنایع پتروشیمی، با ارزش و گرانقیمتند از آن جدا شده و گاز تصفیه شده جهت مصرف به خطوط لوله تزریق و یا در شرایط خاص مایع شده و بوسیله مخازن ویژه حمل می گردد.

گاز طبیعی که توسط خطوط لوله سراسری و شبکه های شهری منتقل و به مصرف کنندگان خانگی و تجاری عرضه می شود باید به حدی بو داشته باشد که اگر گاز نشت یافته در فضا به مقدار یک پنجم حد پایین انفجار خود برسد، توسط افراد عادی با حد متوسط بویایی، قابل تشخیص باشد لذا به گاز در حالت طبیعی خود فاقد بو است به مقدار معین مواد بودار افزوده می شود.


تاریخچه بودار کردن گاز :

در اوایل قرن بیستم لازم نبود که گاز بودار شود زیرا گازهای تولیدی آن زمان به دلیل عدم تصفیه و یا تصفیه ناقص، حاوی مواد بودار کننده طبیعی بسیار قوی بود و به راحتی تشخیص داده می شد.

بودار کردن گاز از سال 1920 یعنی زمان آغاز تولید گوگرد و تصفیه کاملتر گازهای تولیدی، شروع شد و با پیشرفت چشمگیر علوم شیمی و مهندسی بعد از جنگ جهانی دوم انواع مواد بودار کننده موثر که امروزه بصورت بهینه مورد استفاده قرار می گیرد شناخته شده و وارد صنعت انتقال گاز شدند.

ادورانت ماده ای بودار کننده می باشد که از آن جهت بودار کردن گاز طبیعی و یا گاز مایع استفاده می شود.

گاز طبیعی تصفیه شده خالص بخودی خود فاقد بو می باشد لذا در صورت نشت از خطوط لوله یا دستگاههای مصرف کننده صنعتی و خانگی خطرات زیادی بدنبال خواهد داشت.

بنابراین با تزریق ماده بودار کننده به جریان گاز طبیعی و یا گاز مایع، از آن به عنوان یک ماده هشدار دهنده استفاده می شود و در حال حاضر این ماده وارداتی بوده و با توجه به احتمال تشدید تحریم ها نیاز به این ماده بیش از بیش در حوزه گاز کشور و بخصوص شرکت ملی گاز ایران احساس شد.

پژوهشگاه صنعت نفت بر اساس دانش و تجربیات قبلی خود که در زمینه مرکاپتان زدایی داشته است اقدام به ارائه دانش فنی و انجام طراحی پایه یک واحد تولیدی صنعتی به ظرفیت 800 تن در سال از این ماده نموده است همچنین پژوهشگاه صنعت نفت قراردادی را در این خصوص با شرکت ملی گاز ایران منعقد نموده و پژوهشکده توسعه فناوری های پالایش پژوهشگاه مسئولیت این پروژه را بعهده دارد.

با توجه به نیاز کشور این واحد صنعتی در فاز یک پارس جنوبی (عسلویه) نصب و راه اندازی خواهد شد و خوراک این واحد میعانات گازی فاز یک خواهد بود زیرا میعانات گازی تولید شده در پارس جنوبی حاوی مقادیر زیادی از انواع مرکاپتان ها که مواد مضری برای میعانات گازی محسوب می شوند توسط فرایندیDMC از آن جدا می شود.

در مرحله بعد ، مرکاپتان های بدست آمده وارد ستون تقطیر شده و از آن مرکاپتان های مناسب یعنی C3-SH و C4-SH و ایزومرهای آنها بدست آمده که از مخلوط آنها بعنوان ادورانت استفاده خواهد شد.

لازم بذکر است که میعانات گازی مورد استفاده که پس از فرایند عاری از مرکاپتان شده است مجدداً برای فروش برگشت داده خواهد شد.


ساختمان ، خواص و چگونگی انتخاب مواد بودار کننده گاز :

مواد بودار کننده گاز معمولاً پایه سولفوری دارد و متعلق به یک کلاس شیمیایی خاص به نام ترکیبات اورگانو سولفور، به شرح زیر هستند:

1-     الکیل مرکاپتان ها : شامل تترابوتیل مرکاپتان و ایزوپروپیل مرکاپتان

2-     الکیل سولفیدها : شامل دی متیل سولفید یا اتیل سولفید

3-     سیکلیک سولفیدها : شامل تتراهیدروتیوفن

الکیل مرکاپتان ها دارای بوی بسیار بدی هستند و به دلیل همین ویژگی در صورت هر گونه نشتی گاز، حس بویایی تحریک شده و تشخیص داده می شود متداول ترین انواع آن تریشیو بوتیل مرکاپتان و ایزوپروپیل مرکاپتان است که از خاصیت بودار کنندگی زیادی برخوردارند. معمولاً برای به دست آوردن خواص مطلوبتر از مخلوط دو یا چند نوع مرکاپتان و سایر مواد بودار کننده با نسبت های معین استفاده می گردد.

به طور مثال نوعی از ادورانت مصرفی برای تزریق به گاز طبیعی شهری از هشتاد درصد آی.پی.ام، ده درصد تی.بی.ام و ده درصد ان.پی.ام تشکیل یافته است.

استنشاق این مواد به میزانی که در گاز طبیعی تزریق می شود اثر سویی برای انسان ندارد ولی در غلظت های زیاد و محیط های بسته بسیار سمی و خطرناک است.

گفتنی است الکیل سولفیدها خاصیت بودار کنندگی بالایی ندارد و به همین دلیل آن را با مرکاپتان ها مخلوط می کنند تا از سایر خواص مطلوب آن مانند مقاومت در مقابل یخ زدگی و کنترل فشار بخار استفاده شود به طور کلی مواد بودار کننده ذکر شده مشهورترین ادورانت ها هستند و ادورانت های تجارتی اغلب شامل ترکیبی (مخلوطی) ازاین ادورانت ها است.

به دلایل مختلفی که در ادامه به تشریح آنها خواهیم پرداخت مواد بودار کننده گاز در طول مسیر انتقال دچار مشکل تضعیف در خاصیت بودار کنندگی خود می شوند که باید مقدار این کاهش اندازه گرفته شود و بر اساس محاسبات و تجربه جبران گردد.

تضعیف خاصیت بودار کنندگی ماده بودار کننده گاز:

این تحول عبارت است از یک سری پروسه های فیزیکی و شیمیایی که روی دیواره داخلی لوله حاوی گاز اتفاق می افتد و به طور غیر منتظره ای ادورانت را از جریان گاز خارج می کند. (در اینجا ادورانت از دست رفته در اثر نشت گاز که از نظر ترکیب درصد تأثیری در مقدار ماده ادورانت ندارد مورد بحث نیست.)

جذب سطحی فیزیکی  :

ملکول های ادورانت داخل جریان گاز با جدار داخلی لوله برخورد می کند و در هربار برخورد، مقداری از ادورانت جذب سطح جداره ای می شود و مابقی به داخل فاز گاز بر می گردد این رفت و برگشت ها آن قدر ادامه می یابد تا به یک حالت تعادل برسد در این حالت KF نرخ سرعت جذب سطحی و Kr نرخ برگشت ادورانت به داخل فاز گاز است که در شرایط تعادل این نرخ ها ثابت هستند.

نکته: ارگانو سولفورها، نسبت به سایر هیدروکربن های موجود در جریان گاز تمایل بیشتری به جذب سطحی دیواره لوله دارند. هنگامی که گاز بودار شده از طریق یک لوله نو و تازه تأسیس جریان می یابد دیواره های لوله ادورانت را تا رسیدن به حد اشباع جذب می کند و در این زمان لازم است برای حفظ سطح بوی گاز ادورانت بیشتری به گاز تزریق شود.

چون عمل جذب سطحی بین ادورانت و فلز لوله ایجاد می شود، استفاده از لوله ای پلاستیکی به جای لوله فلزی از این نظر دارای فواید بیشتری است.

تأثیرات شیمیایی :

مقداری از ادورانت های جذب شده روی سطح لوله در اثر اکسیداسیون های شیمیایی از بین می رود. عوامل اکسید کننده که باعث این فعل و انفعالات شیمیایی است عبارت است از:

اکسید فلز یا ملکول های اکسیژن جذب شده

الکیل مرکاپتان ها با فرمول عمومی (RSH) به دو روش زیر اکسید می شود:

1/2  O2 + RSH = RSSR + H2O

2 RSH = RSSR + H2

 

که در فرمول اول اکسید کننده، ملکول اکسیژن جذب شده است و در فرمول دوم اکسید فلز یا اکسید آهن فلز لوله به عنوان کاتالیزر در فعل و انفعالات اکسیداسیون عمل می کند. بر خلاف جذب سطحی فیزیکی، ادورانت از دست رفته در اثر اکسیداسیون برگشت ناپذیر است. حاصل اکسیداسیون ادورانت، دی سولفید با فرمول عمومی RSSR است که بوی کمتری دارد.

 

 

اکسید آهن داخل لوله فولادی ممکن است به سه روش زیر ایجاد شده باشد:

1-     درجه حرارت بسیار بالای فلز در جریان ساخت لوله باعث ایجاد اکسیدآهن می شود.

2-     در جریان تست هیدرواستاتیک تماس آب با فلز لوله تولید اکسیدآهن می کند.

/ 0 نظر / 1113 بازدید