فرمولاسیون آمین های جدید و فرآیند آن در شیرین سازی گاز بومی می شود

یکی از فعالیت های عمده‌ پالایشگاه های گاز، جدا کردن ناخالصی‌ها از گازطبیعی است و آمین، اصلی ترین فرآیند در این فعالیت به شمار می رود؛ در صنعت گاز، بیشتر فرآیندهای مورد استفاده برای شیرین‌سازی گاز نیز، به همین نام شناخته می شوند.

به گزارش شانا، آمین‌ها یک سری آلکانول آمین‌ مانند متیل دی اتانول آمین، دی اتانول آمین، مونو اتانول آمین هستند که با انجام واکنش شیمیایی با H2S و CO2 از جریان گازطبیعی حذف و وارد خطوط لوله انتقال گاز می‌شود.

با توجه به اهمیت روزافزون آمین‏ ها در پالایشگاه‏های گاز، طرح فرمولاسیون آمین‌های جدید و مدیریت حلال‌های مصرفی مشتمل بر دو فاز از اواخر سال ۸۵ در مدیریت پژوهش و فناوری شرکت ملی گاز در دستور کار قرار گرفت.

فاز اول طرح شامل امکان سنجی فنی و اقتصادی آمین فرموله شده به منظور استفاده در پالایشگاه های گازی کشور است و تا پایان سال ۱۳۹۰ به ثمر خواهد رسید. فاز دوم نیز که محوریت آن با دانش فنی واحدهای شیرین‌سازی گاز است، از سال ۱۳۹۰ آغاز شده است و در مدت سه سال اجرا خواهد شد.

طرح حاضر به دنبال دستیابی به فرمولاسیون آمین‏های جدید، دانش فنی واحد شیرین‏ سازی گاز، بومی سازی دانش فنی تصفیه آمین های مستعمل و تهیه دستورعمل های آنالیز نمک های آمین است.

اهداف طرح:

به طور کلی اهداف طرح فرمولاسیون آمینهای جدید را می توان در چند سطح طبقه بندی کرد:

در گام اول، طراحی، ساخت و راه‏ اندازی پایلوت فرآورش گاز برای آزمون های دراز مدت محلول های آمین توسعه داده شده است و از پایلوت برای رفع مشکلات عملیاتی واحدهای پالایشی استفاده می شود.

سیاست گذاران بخش پژوهش شرکت ملی گاز ایران در این طرح به دنبال مدیریت حلال های مصرفی و توسعه دانش فنی روش‏ های تصفیه آمین مستعمل، همچنین توسعه محلول فرموله شده جدید و تکمیل کارهای تحقیقاتی قبلی به منظور دستیابی به دانش فنی هستند.

با اجرایی شدن برنامه های این طرح توسعه، زیرساخت مناسب به منظور مدیریت حلال های مصرفی پالایشگاه های گاز کشور تحقق خواهد یافت.

همچنین بر اساس یافته های این پژوهش، تدوین دانش فنی واحدهای شیرین سازی گاز و تهیه دستورعمل های آنالیز آلاینده های آمین ممکن می شود.

 در محور اول فاز اول طرح پژوهشی “فرمولاسیون آمین های جدید، مدیریت حلال های مصرفی و تدوین دانش فنی طراحی واحدهای شیرین سازی گاز “بررسی‌های فنی اقتصادی همچنین شبیه‌سازی یک پالایشگاه بر مبنای آمین فرموله شده در پژوهشگاه صنعت نفت انجام شده است.

محور دوم فاز اول به ارائه دستورعمل‌های استاندارد برای آنالیزهای آلاینده‏های آمین در پالایشگاه‌های گاز اختصاص یافته است. فاکتورهایی اثرگذار بر کیفیت عملکرد آمین عبارتند از دانسیته، ویسکوزیته، غلظت و خواص شیمیایی که براساس آنها باید بررسی شود چه ناخالصی‌هایی در مراحل مختلف فرآیند وارد محلول آمین می‌شوند (هم اکنون بیشتر این موارد به نتیجه رسیده است).

محور سوم فاز اول طرح، خالص سازی آمین‌های مستعمل را که یکی از معضل های موجود در فرآیند فرآورش گاز است،‌ بررسی می کند.

آمین‌ها به مرور زمان در اثر حرارت و دمای بالا تجزیه، فاسد و به ترکیبات دیگری تبدیل می‌شوند و این ترکیبات نیز خوردگی و کاهش بهره‌وری آمین در فرآیند را در پی دارند؛ از این رو لازم است هر چند وقت یک بار به طور کامل تعویض شوند. در این محور دانش فنی فناوری تصفیه آمین مستعمل ارائه می شود.

فاز دوم طرح شامل تکمیل مطالعات آزمایشگاهی آمین فرموله شده و طراحی‌های مهندسی شامل بخش‏ های مختلف به ویژه طراحی پایه (Basic) و طراحی یک پالایشگاه بر مبنای MDEA و آمین فرموله شده است.

کارکردهای طرح آمین

یکی از فعالیت‌های عمده‌ طرح آمین، ارائه دانش فنی برای شیرین‌سازی یا خالص‌سازی گازطبیعی با استفاده از فرآیند آمین است. فرآیندی که در این طرح پیگیری می شود؛ فرآیندی است که از دهه ۹۰ به بعد از سوی تعدادی از شرکت‌های معروف دنیا در اروپا و آمریکا استفاده شده و به a-MDEA (آ- ام دی ام آ) معروف است.

هر یک از شرکت های خارجی فرمولاسیون خاص خود را دارند و این فرمولاسیون‌ها را به دیگران ارائه نمی‌دهند؛ بنابراین در داخل کشور نمی‌توان از این فرمولاسیون‌ها به دلیل در دسترس نبودن اطلاعات پایه فرمولاسیون برای طراحی یک پالایشگاه استفاده کرد؛ بنابراین طراحی یک فرمولاسیون اختصاصی به وسیله متخصصان داخلی، از اهمیت راهبردی برای صنعت گاز برخوردار است.

در فرآیند دستیابی به دانش موردنیاز برای ساخت آمین ها، پارامترهای مربوط به خواص فیزیکی و شیمیایی این محلول‌ها در آزمایشگاه و با بهره گیری از اطلاعات تجربیِ ترمودینامیکی، ترموفیزیکی و سینتیکی به عنوان ورودی سیمولاتورها برای طراحی یا شبیه‌سازی یک پالایشگاه گاز مورد استفاده قرار گرفته است.

برای وارد کردن داده های ترمودینامیکی، ترموسینتیکی و ترموفیزیکی به نرم افزارهای شبیه ساز نیاز به برنامه نویسی بوده و این موضوع به صورت پروژه ای در طرح تعریف شده که هم اکنون در دست اجراست.

در این طرح، امکان سنجی فنی و اقتصادی برای استفاده از آمین فرموله شده در یکی از پالایشگاه ها انجام خواهد شد و در پایان، نتیجه پروژه و انجام شبیه سازی مشخص خواهد کرد که آیا آمین فرموله شده می تواند با دیگر آمین ها رقابت کند یا خیر.

مزیت های آمین

پالایشگاه‌های گاز برای مخازن گازی مختلف طراحی می‌شوند و پالایشگاه را بر مبنای مشخصات درصد ترکیبات موجود در خوراک طراحی می‌کنند.

مزیتی که آمین های ساخته شده در قالب طرح حاضر دارند، این است که می توان فرمولاسیون آن را براساس میزان گاز ورودی به پالایشگاه تغییر داد. یعنی این فرمولاسیون، متناسب با نوع و مشخصات خوراک پالایشگاه های گاز قابل تعیین خواهد بود.

مزیت دیگر فرمولاسیون داخلی این است که خودش را می‌تواند با خوراک گاز پالایشگاه تطبیق دهد؛ بنابر این فرمولاسیون، واحدی نیست و محدوده ای از غلظت ها را شامل می شود و می‌تواند تغییر کند.

این فرمولاسیون به نوع خوراک پالایشگاه و مشخصات گاز خروجی بستگی دارد، همچنین فرمولاسیون آمین بر اساس خوراک ورودی پالایشگاه، برای دستیابی به راندمان موردنظر تنظیم می‏شود.

روند اجرای طرح تاکنون

تا کنون چهار پروژه از طرح کلی پایان یافته است و هشت پروژه آن ادامه دارد که در پایان سال ۱۳۹۰ خاتمه خواهد یافت. بر این اساس تا پایان سال جاری دانش فنی آمین فرموله شده تکمیل خواهد شد.

در فاز دوم که ازسال ۱۳۹۱ آغاز خواهد شد، مطالعات تکمیلی درباره آمین فرموله شده، طراحی پایه واحدهای شیرین سازی و تست میدانی آمین فرموله شده انجام می شود.

فعالیت های متنوعی تاکنون در چارچوب طرح پژوهشی “فرمولاسیون آمین های جدید، مدیریت حلال های مصرفی و تدوین دانش فنی طراحی واحدهای شیرین سازی گاز” انجام شده است که مهم ترین آنها عبارتند از: ساخت ماده متیل دی اتانول آمین به عنوان پر مصرف ترین حلال پایه شیرین سازی گاز با همکاری شرکت ملی صنایع پتروشیمی، انجام طراحی پایلوت شیرین سازی گاز با قابلیت‏های ویژه، بررسی رفتار فیزیکی- شیمیایی محلول فرموله شده، تهیه روش آنالیز دقیق همه آلاینده های آمین و دستیابی به دانش فنی فرآیندهای بازیابی آمین مستعمل پالایشگاه ها.

همچنین تدوین دانش فنی واحدهای شیرین سازی با همکاری شرکت مجتمع گاز پارس جنوبی و پایلوت موجود در آن پالایشگاه در دستور کار قرار دارد.

دستاوردهای طرح

از اجرای این طرح چند دستاورد اصلی مورد انتظار است، مهم ترین آنها دستیابی به دانش طراحی پالایشگاه‏ های گاز در کشور است.

با تحقق این مهم ایران می تواند به عنوان یکی از کشورهای اصلی تولید کننده آمین در عرصه صنعت گاز جهان حضور یافته و خدمات مهندسی مرتبط را به خارج از مرزهای کشور ارائه دهد.