چگونه واحدهای تصفیه گاز طبیعی کار می‌کنند: فرآیند گام به گام

کامپوننت‌های اصلی سیستم‌های تصفیه گاز طبیعی

شناسایی آلاینده‌ها: آلاینده‌های مورد هدف قرار گرفته در گاز خام

درک دقیق اینکه چه نوع ناخالصی‌هایی وجود دارند، برای اطمینان از عملکرد صحیح پالایش گاز طبیعی و جلوگیری از آسیب به تجهیزات بسیار مهم است. در نهایت، گاز طبیعی خام دارای مقدار قابل توجهی از مواد ناخواسته است که از قبل در آن وجود دارند. منظور از این مواد شامل بخار آب، دی‌اکسید کربن، سولفید هیدروژن و همچنین ذرات جامد مختلف می‌شود. تمام این ناخالصی‌ها در طول فرآیند پالایش مشکلاتی ایجاد می‌کنند، چرا که باعث خوردگی قطعات فلزی و انسداد دستگاه‌ها می‌شوند و در نتیجه باعث کاهش خروجی کلی از واحدهای پالایش می‌گردند. برخی از تحقیقات صنعتی نشان داده‌اند که این ناخالصی‌ها می‌توانند کارایی فرآیند پالایش را تا حدود 30 درصد کاهش دهند. بنابراین شناخت دقیق از میزان CO2 و H2S تنها به انتخاب روش‌های مناسب پاک‌سازی کمک نمی‌کند، بلکه تأثیر بزرگی نیز در دوام و عمر کل سیستم و همچنین عملکرد روزانه آن دارد.

مراحل اولیه تصفیه در واحدهای پاکسازی گاز

تصفیه گاز طبیعی مراحل متعددی را طی می‌کند تا مواد ناخواسته را حذف کند و اطمینان حاصل شود که همه چیز به خوبی کار می‌کند. اولین مرحله معمولاً با استفاده از مخازن جداکننده (knockout drums) آغاز می‌شود که مواد بزرگ‌تر مانند مایعات و ذرات جامد را دستگیر می‌کنند تا از بروز مشکلات جلوگیری شود. پس از آن مرحله واقعی پاکسازی آغاز می‌شود که در آن فیلترهای خاص و روش‌های جذب، با ذرات ریز آلودگی که از مراحل قبلی گذر کرده‌اند، برخورد می‌کنند. در پایان، یک مرحله تنظیم نهایی وجود دارد که در آن گاز مطابق با کاربردی که دارد، تنظیم می‌شود و به تمامی استانداردهای صنعتی ارائه‌شده می‌رسد. این مراحل مختلف نقش بسیار مهمی در تولید گاز پاک دارند و به همین دلیل اکثر شرکت‌های بزرگ پردازش گاز این سری مراحل پایه را دنبال می‌کنند تا کیفیت محصول خود را افزایش دهند و در عین حال عملیات را به‌صورت روزانه کارآمد نگه دارند. دنبال کردن این روش به آن‌ها کمک می‌کند تا در چارچوب محدودیت‌های قانونی بمانند و در واقع عملیات تصفیه آن‌ها بهتر عمل کند.

فرآیند حذف گازهای اسیدی

روش‌های جذبی مبتنی بر آمین

در صنعت پردازش گاز طبیعی، سیستم‌های مبتنی بر آمین همچنان راه‌حل‌های پیش‌فرض برای حذف گازهای اسیدی ناخواسته مانند دی‌اکسید کربن و سولفید هیدروژن هستند. مواد شیمیایی متداولی که بیشتر استفاده می‌شوند شامل مونو اتانول آمین (MEA) و دي اتانول آمين (DEA) می‌شوند که هر کدام مزایای منحصر به فردی را فراهم می‌کنند. MEA در گرفتن سریع اجزای اسیدی از جریان گاز عملکرد خوبی دارد، اما اغلب DEA ترجیح داده می‌شود چون خوردگی کمتری در تجهیزات ایجاد می‌کند و در عین حال قادر است مقدار بیشتری آلاینده را قبل از نیاز به بازیابی، جذب کند. داده‌های میدانی نشان می‌دهند که این سیستم‌ها در میدان‌های گازی مختلف سراسر جهان به‌خوبی عمل می‌کنند. به عنوان مثال، برخی از عملیات در منطقه ساحل خلیج (Gulf Coast) با استفاده از فناوری آمین توانستند غلظت CO2 را زیر ۵۰ قسمت در میلیون کاهش دهند و در نتیجه محصول نهایی تمیزتر شد و تجهیزات بعدی از خوردگی‌های پرهزینه در طول زمان محافظت شدند.

MEA و DEA در بررسی اعداد و ارقام مربوط به عملکرد فرآیندهای تصفیه گاز، برجسته می‌شوند. این مواد گازها را بسیار خوب جذب می‌کنند بدون اینکه هزینه‌های عملیاتی را به شدت افزایش دهند. سال گذشته محققان مقاله‌ای جالب در مجله علوم و مهندسی گاز طبیعی منتشر کردند که نشان می‌داد چگونه محلول‌های آمینی در پاکسازی جریان‌های گازی عملکرد بسیار خوبی دارند. مهم‌ترین نکته این است که این روش‌ها در بلندمدت از تجهیزات در برابر خسارت محافظت می‌کنند و همچنین فرآیند تصفیه را به‌صورت یکنواخت‌تری انجام می‌دهند. برای شرکت‌هایی که با کارخانه‌های پردازش گاز طبیعی سروکار دارند، جذب آمینی تنها یک روش مفید نیست، بلکه امروزه تقریباً ضروری محسوب می‌شود. مزایای محیط‌زیستی این فناوری به‌تنهایی سرمایه‌گذاری در آن را ارزشمند می‌کند و علاوه‌براین، در بلندمدت هزینه‌ها را نیز کاهش می‌دهد.

فناوری جداسازی غشایی

فناوری جداسازی غشایی برای از بین بردن مواد مضر خاص در گاز طبیعی اهمیت زیادی دارد. این فرآیند با استفاده از غشاهای نیمه‌تراوا ویژه‌ای که بخش‌هایی از گاز را از خود عبور می‌دهند اما بخش‌های دیگری را متوقف می‌کنند، باعث بهبود کیفیت کلی گاز می‌شود. در طول زمان، پیشرفت‌های جدید در مواد تشکیل‌دهنده غشا باعث بهبود قابل توجه عملکرد آن‌ها نسبت به گذشته شده است. این بهبودها به شرکت‌ها این امکان را می‌دهد که گاز را با هزینه‌های پایین‌تر تمیز کنند و در عین حال ناخالصی‌های بیشتری را نسبت به روش‌های قدیمی حذف کنند.

داده‌های صنعتی نشان می‌دهند که مواد جدیدی مانند پلی‌ایمیدها و پلی‌آمیدها در تصفیه گاز پیشرفت‌های قابل توجهی داشته‌اند. این مواد انتخاب‌پذیری بهتری ارائه می‌دهند و اجازه می‌دهند گازها از طریق غشاها به صورت کارآمدتری عبور کنند، که همین امر باعث شده شرکت‌ها این مواد را با سرعت بیشتری اتخاذ کنند. بر اساس تحقیقات منتشر شده در مجله علوم غشا، استفاده از فناوری غشا در میدان‌های گاز طبیعی در سال‌های اخیر حدود ۸٪ در سال رشد داشته باشد. این نوع رشد نشان می‌دهد که بهره‌برداران به این روش‌های نوین اعتماد بیشتری نسبت به روش‌های قدیمی‌تر برای پاک‌سازی جریان‌های گاز دارند. با تغییر بیشتر نیروگاه‌ها به این تکنیک‌های پیشرفته جداسازی، بهبودهایی را در کیفیت گاز فرآورش شده و همچنین قابلیت اطمینان عملیاتی در سراسر صنعت شاهد هستیم.

کاهش رطوبت و حذف جیوه

واحدهای کاهش رطوبت گلیکولی

واحدهای کاهش رطوبت گلیکولی اهمیت زیادی در حذف بخار آب از جریان گاز طبیعی دارند، قبل از اینکه این بخار باعث ایجاد مشکلاتی در خطوط لوله شود. وقتی آب با هیدروکربن‌ها در شرایط خاصی ترکیب می‌شود، هیدرات‌هایی تشکیل می‌شوند که باعث مسدود شدن لوله‌ها و ایجاد مشکلات فراوانی برای بهره‌برداران می‌شوند. بیشتر مراکز از سیستم‌های گلیکول تری‌اتیلن (TEG) استفاده می‌کنند، چون این سیستم‌ها به خوبی می‌توانند جریان گاز را خشک کنند. چیزی که TEG را نسبت به سایر گلیکول‌ها متمایز می‌کند، توانایی بالای آن در جذب رطوبت و همچنین پایداری در دماهای بالا است. داده‌های میدانی نشان می‌دهند که واحدهای مدرن TEG معمولاً حدود 99٪ از محتوای آب را حذف می‌کنند، که این عدد در مقایسه با روش‌های قدیمی‌تر به مراتب بهتر است. به همین دلیل، تقریبا تمام واحدهای بزرگ پردازش گاز این روش را در عملیات استاندارد خود به کار گرفته‌اند.

کاربردهای غربال مولکولی

الکترهای مولکولی روشی مؤثر برای حذف رطوبت و ناخالصی‌های کوچک از جریان گاز طبیعی فراهم می‌کنند. این مواد به دلیل داشتن منافذ بسیار ریزی که مولکول‌ها را بر اساس اندازه آن‌ها جذب می‌کنند، عمل می‌کنند و این امکان را فراهم می‌کنند که فرآیند تصفیه را متناسب با نیازهای مختلف شخصی‌سازی کنیم. انواع مختلفی از این الکترها وجود دارند که شامل زئولیت‌ها و آلومینا می‌شوند و هر کدام زمانی بهترین عملکرد را دارند که در حین کار فشار و دما در محدوده مناسبی حفظ شوند. پژوهش‌ها نشان می‌دهند که این الکترها در مقایسه با بسیاری از روش‌های سنتی بیشتری از آن‌ها عملکرد بهتری در تخلیه رطوبت دارند و نتایج قابل اعتمادی حتی در شرایط متغیر فراهم می‌کنند. آزمایش‌های مقایسه‌ای که بین روش‌های مختلف انجام شده‌اند به طور مداوم نرخ حذف آب بهتر و تحمل بیشتر در برابر بار آلاینده‌های ترکیبی را نشان می‌دهند و این همان دلیلی است که بیشتر کارخانه‌های پردازش گاز از آن‌ها برای تولید گاز بدون رطوبت و تمیز استفاده می‌کنند.

تله‌های جاذب کربنی جیوه

کربن فعال کارایی خوبی در جذب جیوه در فرآیندهای تصفیه گاز طبیعی دارد. نحوه چسبیدن آن به مولکول‌های جیوه از طریق فرآیندی به نام جذب سطحی اتفاق می‌افتد. متخصصان صنعتی اغلب این تله‌های کربنی را در پیکربندی‌های مختلفی نصب می‌کنند تا بتوانند تماس با ذرات جیوه را به حداکثر رسانده و فرآیند جذب را تا حد قابل توجهی تسریع کنند. رعایت استانداردهای سخت‌گیرانه محیط زیستی در مورد محتوای جیوه اخیراً اهمیت بیشتری پیدا کرده است. آزمایش‌های واقعی این موضوع را تأیید می‌کنند؛ بسیاری از کارخانه‌ها پس از انتقال به سیستم‌های کربن فعال، کاهش چشمگیری در میزان جیوه گزارش کرده‌اند. چیزی که این روش را حتی بهتر می‌کند این است که هزینه‌های عملیاتی در مقایسه با سایر روش‌ها در محدوده معقولی باقی می‌مانند. برای شرکت‌هایی که به دنبال پاک کردن جریان گازهای خود بدون صرف هزینه‌های گزاف هستند، کربن فعال همراهی با مقررات و هزینه‌های منطقی عملیاتی را در یک بسته فراهم می‌کند.

تصفیه نهایی و کنترل کیفیت

روش‌های حذف نیتروژن

اگر بخواهیم گازی تولید کنیم که مطابق استانداردهای کیفیت لوله‌کشی باشد، حذف نیتروژن از گاز طبیعی اهمیت زیادی دارد، چیزی که شرکت‌ها را در بازارهای امروزی قادر به رقابت می‌کند. وقتی مقدار نیتروژن خیلی زیاد باشد، توان گرمایشی گاز کاهش یافته و در نتیجه ارزش آن در فروش تجاری کمتر می‌شود. چندین روش برای حذف این نیتروژن اضافی وجود دارد، از جمله روش‌های دمای پایین که به عنوان روش‌های کریوژنیک شناخته می‌شوند. این تکنیک‌ها در واقع کارایی خوبی دارند و بسیاری از واحدها از نتایج خوب سیستم‌های تصفیه خود گزارش داده‌اند. ایده اصلی در پردازش کریوژنیک ساده است: دمای گاز را کاهش دهید تا نیتروژن به حالت مایع درآید و از مولفه متان جدا شود. این مرحله جداسازی کیفیت محصول نهایی را به طور قابل توجهی بهبود می‌بخشد. آزمایش‌های صنعتی در طول زمان نشان داده‌اند که این روش‌ها در شرایط مختلف عملکرد مورد انتظار را دارند و به گاز کمک می‌کنند تا به آن استانداردهای سختگیرانه کیفیت برسد و همچنین بازده بهتری برای سرمایه‌گذاری تولیدکنندگان فراهم کند.

برآوردن مشخصات خطوط لوله

کیفیت گاز طبیعی به شدت به مشخصات لوله‌کشی بستگی دارد که نحوه ساخت و نگهداری سیستم‌های پالایشی را تعیین می‌کنند. این مشخصات در واقع سقف‌های سفتی برای نوع ناخالصی‌هایی که می‌توانند در جریان گاز وجود داشته باشند تعیین می‌کنند، تا اطمینان حاصل شود که گاز برای احتراق توسط مردم ایمن است و در کاربردهای صنعتی به درستی کار می‌کند. رویه‌های آزمون به میزان قابل توجهی بسته به محل قرارگیری عملیات متفاوت است و دریافت گواهی‌های مناسب به معنای عبور از مراحلی است که توسط نهادهای نظارتی مختلف تعیین شده است. بیشتر کارخانه‌های گاز، رعایت استانداردها را به دقت پیگیری می‌کنند، چرا که نهادهای نظارتی مانند API در آمریکا و دستورالعمل‌های اتحادیه اروپا در اروپا در زمینه اقدامات کنترل کیفیت دندان سفتی دارند. کارخانه‌ها معمولاً هر چند ماه یکبار تجهیزات پالایش خود را بررسی می‌کنند تا در برابر تغییراتی که از سوی قانونگذاران و گروه‌های صنفی در راه است، آماده باشند.

سیستم‌های پایش مستمر

سیستم‌های نظارت مداوم برای حفظ پاکی و ایمنی گاز طبیعی در طول فرآیند تصفیه و فراتر از آن ضروری هستند. این سیستم‌ها به فناوری پیشرفته و در زمان واقعی متکی هستند که به طور مداوم انواع خواص گاز را در حالی که از سیستم عبور می‌کنند بررسی می‌کند، که این امر به حفظ روند منظم عملیات کمک می‌کند و از عبور آلاینده‌ها جلوگیری می‌کند. وقتی شرکت‌ها این سیستم‌های نظارتی را نصب می‌کنند، مشکلات به سرعت شناسایی شده و امکان رفع آن‌ها قبل از بروز مشکلات جدی فراهم می‌شود، در نتیجه تجهیزات کمتری بی‌کار می‌مانند و عملکرد کلی سیستم بهتر می‌شود. به آنچه در چندین واحد بزرگ پالایشگاهی در سال گذشته رخ داد نگاه کنید که در آن نظارت مداوم به موقع موفق به شناسایی مشکلات شد و از وقوع حوادث جدی آلودگی جلوگیری کرد. بهبود عملکرد کلی و سابقه ایمنی بهتر تفاوت بزرگی در تحویل محصولات گازی با کیفیت بالا در بازارهای انرژی امروزی ایجاد می‌کند که مشتریان تنها بهترین را می‌خواهند.

معرفی شرکت خودکارسازی ماشین‌آلات رونگ‌تنگ سیچوان به محدودیت دارد.

شرکت خودکارسازی و تجهیزات رونگ‌تنگ سیچوان در بازار واحدهای تصفیه گاز طبیعی، سمعت قوی ایجاد کرده است. این شرکت از طریق نوآوری مداوم و تخصص فنی برجسته می‌شود و راه‌حل‌های جامعی ارائه می‌دهد که روش‌های پیشرفته تصفیه را با یکدیگر ترکیب می‌کنند تا کیفیت گاز در سطح بالایی حفظ شود و در عین حال تمام الزامات مقرراتی رعایت گردد. آنچه آنها را متمایز می‌کند، توانایی در آماده‌سازی و اجرای کامل سیستم‌های تصفیه از طراحی اولیه تا نصب واقعی است. هر سیستم بر اساس نیازهای واقعی مشتری در محل پروژه سفارشی‌سازی می‌شود که به صنعت انرژی کمک می‌کند تا بدون قربانی کردن عملکرد یا ایمنی، به اهداف زیست‌محیطی خود نزدیک‌تر شود.