فرآیند شیرین سازی ترکیبات نفتی با استفاده از حلال‌های آمینی – دی گلایکول آمین
سوخت‌های حاصل از نفت خام حاوی مقادیر بالایی ترکیبات یا به عبارتی آلاینده‌های گوگردی هستند که معمولا به صورت ترکیبات گوگردی آلی در سوخت وجود دارند. بنابراین کاهش و یا حذف این ترکیبات ضروری است. زیرا کیفیت سوخت تا حد زیادی توسط مقدار آلاینده‌های موجود در آن مانند ترکیبات گوگردی و نیتروژنی تحت تأثیر قرار می‌گیرد.
همچنین آلاینده‌های گوگردی منشأ بسیاری از بحران‌های زیست محیطی هستند و بنابراین باید مقدار این مواد به ویژه در انواع سوخت‌ها تا حد ممکن کاهش یابد. این امر به دلیل اثرات مخرب آلاینده‌های گوگردی بر کیفیت هوا ضروری است. در شکل (1) محدودیت‌های زیست محیطی در میزان گوگرد موجود در سوخت‌ها در سال‌های مختلف آورده شده‌است.
شکل(1): محدودیت‌های زیست محیطی در میزان گوگرد موجود در سوخت‌ها در سال‌های مختلف
نگرانی های زیست محیطی در مورد کیفیت سوخت مایع یکی از مهمترین مسایل موجود در پالایشگاه های نفت می‌باشد. از میان ویژگی‌های شاخص سوخت مایع، ترکیبات گوگردی از اهمیت بالایی برخوردارند. طبق مقررات سازمان EPA (آژانس حفظت از محیط زیست) در سال 2006 در اکثر کشورهای توسعه یافته میزان غلظت گویژه دوگرد کمتر از ppm 30 گزارش شده است.
در حالی که رویکردهای جدید برای گوگرد زدایی عمیق در آینده‌ای نزدیک کمتر ازppm 10 گوگرد لازم و ضروری است. گوگرد موجود در گازوییل منبع اصلی انتشار SO_x و علت افزایش سطح NO_x در اگزوز وسایل نقلیه است. علاوه بر این گوگرد باعث کاهش فعالیت مبدل‌های کاتالیزوری به ویژه در شرایطی که دما پایین است می‌شود. با توجه به مطالب گفته شده حذف گوگرد از نفت خام و فرآورده‌هالی نفتی امری ضروری است. در منابع و پژوهش‌های مختلف روش‌های گوناگونی جهت حذف گوگرد ارائه شده‌است. متداول‌ترین روش‌ها عبارتند از:
- استفاده از فرآیند تصفیه هیدروژنی
- استفاده از فرآیند جذب
- استفاده از فرآیند سولفورزدایی بیولوژیکی
- استفاده از فرآیند اکسیداسیون
- استفاده از فرآیند جداسازی غشایی
- استفاده از حلال‌های شیمیایی
یکی از روش‌های پرکاربرد حذف ترکیبات گوگردی در جهت شيرين سازي گاز استفاده از حلال‌هاي شيميايي است. این فرآیند خود شامل فرآيندهاي ذیل است:
- فرآيندهاي آميني (…, MEA, DEA, DGA, DIPA)
- فرآيندهاي کربناتي (کربنات پتاسيم داغ، کربنات انحصاري)
- فرآيند ناپيوسته با کمک حلال‌هاي شيميايي ويژه (…, chemsweet, slurrisweet)
شکل (2) نشان دهنده شمایی ساده از یک واحد شیرین سازی گاز با استفاده از ترکیبات آمین است.
شکل (2): شمایی ساده از یک واحد شیرین سازی گاز با استفاده از ترکیبات آمین
ماده اصلی واحدهای شیرین سازی گاز ترکیبات آمینی از جمله متیل دی اتانول آمین، دی اتانول آمین، دی گلایکول آمین، متیل اتیل آمین و… است. یکی از ترکیبات آمین که امروزه به طور بسیار گسترده در فرآیندهای شیرین سازی گاز مورد استفاده قرار می‌گیرد دی گلایکول آمین است. دی گلیکول آمین، آمین نوع اول است که قابل انحلال با آب، الکل و هیدروکربن‌های آروماتیک است، اما در هیدروکربن‌های آلیفاتیک و اتیل اتر غیر قابل انحلال است.
دی گلیکول آمین متداول‌ترین محلول آمینی در اولین واحد تصفیه آمین یا واحد شیرین سازی گاز و جذب دی اکسید کربن و سولفید هیدروژن است. از ویژگی‌های مهم حلال دی گلایکول آمین، فشار بخار کم و چگالی بالای آن است، این ویژگی‌ها سبب شده است در صورت استفاده از دی گلیکول آمین، اتلاف حلال و مقدار حلال در گردش کاهش یابد و به همین دلیل از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه‌تر از مونو متانول آمین است. همچنین دی گلیکول آمین تمایل کمی به انجام واکنش برگشت پذیر با CS2، COS، SO2، SO3 دارد. از جمله دیگر کاربردهای دی گلیکول آمین می‌توان به موارد ذیل اشاره کرد:
- از بین بردن COS از بخار هیدروکربن مایع
- حلالی انتخابی برای بازیابی آروماتیک‌ها از جریان پالایشگاه
- حذف H2S و CO2 از گاز طبیعی و پالایشگاهی و مایعات هیدروکربنی آلیفاتیک
- آماده سازی تثبیت کننده فوم
با توجه به کاربرد گسترده ترکیبات آمینی از جمله DGA در پالایشگاه‌های نفت کشور به منظور شیرین سازی گاز، تأمین این ماده شیمیایی امری ضروری و مهم در صنعت پالایشگاهی کشور تلقی می‌شود. در این راستا شرکت راینه داران با به کارگیری شرکای تجاری معتبر و تولید کنندگان بین المللی پیوسته در جهت تأمین این ماده شیمیایی با کیفیت بالا و مورد انتظار کارفرمایان تلاش نموده است.
مراجع:
B. Pawelec, R.M. Navarro, J.M. Campos-Martin, J.L.G. Fierro, Towards nearzero-sulfur liquid fuels: a perspective review, Catal. Sci. Technol. 1 (2011), 23–42. [1]
M. Soleimani, A. Bassi, A. Margaritis, Bio desulfurization of refractory organic sulfur compounds in fossil fuels, Biotechnol. Adv. 25 (2007) 570–596 [2]
L. Mahé, T. Dutriez, M. Courtiade, D. Thiébaut, H. Dulot, F. Bertoncini,Global approach for the selection of high temperature comprehensivetwo-dimensional gas chromatography experimental conditions and quantita-tive analysis in regards to sulfur-containing compounds in heavy petroleumcuts, J. Chromatogr. A 1218 (2011) 534–544 [3]
K. Sripada, J.T. Andersson, Liquid chromatographic properties of aromatic sulfurheterocycles on a Pd (II)-containing stationary phase for petroleum analysis,Anal. Bioanal. Chem. 382 (2005) 735–741 [4]
A. Japes, M. Penassa, J.T. Andersson, Analysis of recalcitrant hexahydrodiben-zothiophenes in petroleum products using a simple fractionation process,Energy Fuels 23 (2009) 2143–2148 [5]