گزارش کارآموزی واحد تصفیه گاز جدید و گوگرد سازی

مقدمه

استان خوزستان بزرگترین تولید کننده نفت وگاز در کشور می باشد﴿البته در چند سال اخیر استان بوشهر نبض اقتصادی کشور از لحاظ تولیدات نفتی و گازی می باشد﴾که سالانه  مقادیر زیادی از این دو منبع خدادای  استخراج می شود.و در این راستا نیز شهرستان مسجد سلیمان از اهمیت ویژه و تاریخی برخوردار است زیرا اولین چاه نفت خاورمیانه معروف به چاه شماره یک در آن حفر گردیده است.در 7 کیلومتری شرق منطقه صنعتی مسجد سلیمان کارخانه ای موسوم به واحد جذب آب وجود دارد.این واحد وابسته به مجتمع شیمیایی رازی می باشد.

مبنای راه اندازی شرکت رازی به این صورت بود که شرکت ام.دبلیو.کلاک پس از مطالعات کافی و تشریفات لازم پیمانکار اصلی و هماهنگ کننده کلیه عملیات ساختمانی این واحد انتخاب گردید و در فروردین 1346 قرارداد مربوطه امضا و عملیات ساختمانی این واحد آغاز شد.این کارخانه در سال 1968 میلادی در دهستان تل بزان شروع به کار نمود.

واحد جذب آب پتروشیمی رازی به عنوان تامین کننده خوراک اولیه پتروشیمی رازی ماهشهر٬ در واقع نقش قلب این مجموعه را ایفا می کند.لذا سعی بر این است که این واحد تا سرحد امکان ازفعالیت خود باز نایستد.

گاز ترش مسجد سلیمان به دلیل داشتن میزان بالای H2S جهت تولید فراورده های مختلفی استفده می شود که این کار در پتروشیمی رازی صورت می پذیرد که گاز ورودی را روزانه به 10 هزار تن فراورده های مختلف تبدیل می نماید.در واحد جذب آب مسجد سلیمان که یکی از واحدهای پتروشیمی رازی بندر امام خمینی می باشد از شش حلقه چاه گازی که در اطراف شرکت می باشد گاز ترش با میزان %27_%24 H2S هیدروژن سولفوره استخراج می گردد که این عملیات بر عهده شرکت بهره برداری نفت و گاز مسجد سلیمان می باشد و پس از استخراج تحویل واحد جذب آب مسجد سلیمان می شود.

پس از استخراج در چاه های شماره 309_310_312_313_314_315 در هر چاه میعانات گازی استحصال شده همراه گاز تا حدود%85 از گاز جدا می شود و سپس توسط خط لوله ای به واحد جذب آب جهت گرفتن باقی مانده میعانات و انجام عملیات جذب فرستاده می شود و در انتها هم توسط خط لوله ای به طول66∕ 174 کیلومتری به سمت مجتمع رازی در بندر امام ارسال می گردد.

مجتمع پتروشیمی رازی یکی از عظیم ترین کارخانه های تولید کودهای ازته و فسفاته ومواد شیمیایی کشور می باشد.تاریخ عقد قرارداد این مجتمع در سال 1344بوده وشروع ساختمان فاز اول آن در سال 1346 می باشد.راه اندازی و ساخت فاز اول در مدت سه سال به طول انجامید.این مجتمع به صورت سهام %50 بین شرکت ملی صنایع پتروشیمی و%50دیگر سهام متعلق به شرکت آمریکایی آلاید کمیکال بود.﴿این در صورتی است که در سال 1386 قرار دادی بین ایران و ترکیه مبنی برواگذاری %95 از سهام شرکت رازی به یک شرکت ترکی بین دو طرف امضاء شد!﴾تا اینکه در 11 دی ماه 1352سهام شرکت آمریکایی خریده شد و در همان سال ساختمان فاز دوم ن آغاز شد و در سال 1356 در مساحت 32 هکتار راه اندازی گردید.(مجتمع پتروشیمی رازی در حال حاضر در دنیا تنها تولید کننده گوگرد می باشد با این حساب با توجه به بورس هر تن گوگرد در بازارهای جهانی امروزه به طور میانگین  تنی 700 دلار فروخته می شود!)اولین فاز واحدهای این مجتمع در سال 1349 به دنبال عملیات ساختمانی چهار ساله به بهربرداری رسید.

به علت قدمت واحدها و صدمات ناشی از جنگ تحمیلی٬ظرفیت قابل حصول به میزان 2٬400٬000 تن رسید.انتظار است با تکمیل پروژه های در دست اجرای واحدهای تولیدی به ظرفیت بیش از3٬000٬000 در سال برسد.این مجتمع بزرگترین تولیدکننده آمونیاک٬کود اوره٬ اسید سولفوریک و گوگرد و تنها تولید کننده اسید فسفریک و کود دی آمونیوم فسفات در ایران می باشد.محصولات نامبرده علاوه بر تامین نیازهای داخلی سالیانه با صدور گوگرد٬آمونیاک٬اوره واسید سولفریک به بازارهای جهانی نقش ارزنده ای در رفع نیازمندی

های ارزی مجتمع وصنایع پتروشیمی ایفا می کند. در ضمن مواد مصرفی این مجتمع شامل: آب ٬گاز٬ خاک فسفاته و هوا می باشد.

 مجتمع رازی در زمینی به مساحت 80 هکتار و در منطقه بندر امام خمینی٬واقع در شمال شرقی خور موسی٬در 66 کیلومتری ازمدخل ورودی خلیج فارس و در شمالی ترین بخش این خلیج قرار دارد.

روشهای حذف هیدروژن سولفید و تصفیه گازها

مقدمه

برای حذف هیدروژن سولفید و دی اکسید کربن موجود در فراورده های سبک نفتی٬روشهای مختلفی ارائه شده اند مانند روش گیربوتول،آلکازید،فلوئور.... 

تجهیزات به کار رفته در این روش ها اختلاف چندانی ندارند و تنها نوع محلول جذب است که تفاوت دارد. حلالهایی که بیشتر به کار می روند:

- منواتانال آمین(MEA)،دی اتانال آمین(DEA)وتری اتانال آمین(TEA) درروش گیربوتول.

- دی متیل  آمینو پتاسیم استات و متیل آمینوپتاسیم پروپیونات در روش آلکازید.

- کربنات پروپیلن در روش فلوئور.

در دمای محیط اکثر این ترکیبات بر اسیدها CO2 و H2S اثر می کنند.در مرحله بازیابی،در دمای حدودC  ۫ 110 و فشا راتمسفری،این اسیدها از حلال جدا می شوند.

در روش فلوئور از جذب فیزیکی انتخابی در فشار بالا استفاده می شود. دفع مواد از حلال در فشار پایین و دمای بالا صورت می پذیرد.

نمودار ساده شده ی روش گیربوتول در شکل1 موجود می باشد. مشاهده می شود که محلول آمین در دمای حدود C۫ 40 از بالا وارد ستون شده وبا هیدروکربن هایی که درجهت مخالف جریان دارند، تماس می یابد وH2S و CO2 را جذب می کند.

محلول آمین حاوی H2S و CO2 و سایر ترکیبات گوگردی نظیر مرکاپتان ها از یک رشته مبدل حرارتی عبور می کنند و دمایش به حدود C۫ 90 می رسد و سپس به برج بازیابی ارسال می شود. در این برج در فشار اتمسفری و دمای درحدود C۫110 ،گازهای اسیدی از محلول خارج می شوند. حلال که به این ترتیب بازیابی شده است،پس از عبور از یک رشته مبدل، به ستون جذب بازگردانده می شود.

شرکت Shell تغییری در روش گیربوتول داد و به جای دی اتانال آمین از دی ایزوپروپیل آمین که در مورد جذب H2S انتخابگری بیشتری دارد استفاده کرد. این روش اقتصادی تر است و برای بازیابی حلال نیاز به بخار آب دارد.

بعدها شرکت Shell روش سولفینول را ارائه داد. در این روش ازیک ترکیب سه تایی سولفولان _ آدیپ _ آب استفاده می شود و به این ترتیب هم از خواص جذبی مناسب روش آدبپ و هم از قدرت از قدرت حلالیت سولفولان استفاده می شود.

در روش جدیدتر از دی گلیکول آمین استفاده شده است که ظاهرا مشخصات بهتری ارائه می دهد.

محلولهایی که معمولا به کار می روند عبارتند از منواتانال آمین 20 - 15 درصد و دی اتانال آمین 30 - 20 درصد و انتخاب هر یک از ای دو با توجه به نکات ذیل می باشد:

 - حلالیت H2S و CO2 در محلولهای مونواتانال آمین بیشتر از دی اتانال آمین می باشد. بنابراین کاربرد منواتانال آمین امکان کاهش محلول در گردش را می دهد و در نتیجه می توان از واحد کوچکتری استفاده کرد.

- محلولهای منواتانال آمین با بعضی از ناخالصی ها مانند COS ترکیبات غیرقابل بازیافت می دهند که باعث اتلاف آنها می شود.

بنابراین منواتانال آمین برای تصفیه گاز طبیعی مناسب تر است و دی اتانال آمین برای تصفیه گازهای ترش و پالایشگاهی، ولی این قاعده کلی نیست. در سالهای اخیر با استفاده از مخلوط منو ودی اتانال آمین، کارایی روش جذب افزایش یافته است. واکنش هایی که ضمن عملیات جذب انجام می شوند، در مورد دی اتانال آمین به صورت زیر می باشند:

R2NH + H2S  ↔  R2NH2HS

R2NH + CO2 + H2O  ↔  R2NH2HCO3

 2R2NH + CO2  ↔  R4N2CO2H2

شرح واحد تصفیه گاز از دیدگاه علمی

شکل 2 نمودار یک واحد جذب با آمین را نشان می دهد. خوراک گازی از قسمت پایین وارد ستون جذب می شود و با جریان مخالف محلول آمین تماس می یابد. به این ترتیب H2S و CO2 جذب محلول آمین می شوند. مقدار H2S باقیمانده در گاز بین 2 تا 20 ppm می باشد.

محلول آمین خروجی از ته ستون جذب پس از تبادل حرارت وارد ستون بازیابی می شود. پس از گرم شدن در این ستون، جریان H2S و CO2 به وسیله بخار آب کشیده شده، وارد یک کندانسور می شود. در آنجا بخار آب مایع شده،به سرستون برمی گردد و جریان گاز H2S و CO2 از واحد خارج می شود.

محلول بازیابی شده ابتدا به مخزن ذخیره و سپس به طرف ستون جذب ارسال می شود. این عملیات در تمامی واحدهای جذب با آمین انجام می شود ولی گاهی برخی عملیات تکمیلی نیز لازم است. به طور مثال اگر جذب در فشار نسبتا بالا صورت پذیرد،هیدروکرن های حل شده در محلول آمین که همراه H2S از بالای ستون بازیابی خارج می شوند،غیرقابل صرفنظر خواهند بود و برای اجتناب از اتلاف آنها، باید ابتدا محلول آمین را وارد مخزن انبساط کرده،سپس به ستون بازیابی فرستاد.

- دبی محلول آمین

هنگام طراحی واحد عملیاتی،مقدار محلول آمین در گردش باید تعیین شود. 3 تا 6 منحنی های تعادلی محلولهای مختلف آمین، H2S و CO2 را ارائه می دهند. واضح است که مقدار تعادلی آمین برای تصفیه گاز کافی نیست زیرا اولا انحلال گازها به طور کامل صورت نمی پذیرد و ثانیا چون در نقطه حباب است،با یک انبساط ساده،قسمت زیادی از گازها مجددا تبخیر می شودو اشکالات هیدرو لیکی و خوردگی بوجود می آورد.بنابراین باید مقدار آمین در گردش را نسبت به مقدار تعادلی آن افزایش داد که ضرایب 1/8 و 1/7 به ترتیب برای H2S و CO2 توصیه شده اند.