مقایسه MDEA+PZ و X-Sulfinol در شیرین سازی و مرکاپتان زدایی گاز طبیعی: ارزیابی عملکرد و مصرف انرژی

شیرین سازی گاز طبیعی یکی از مهم ترین مراحل در فرآورش گاز است که با هدف حذف گازهای اسیدی مانند سولفید هیدروژن (H₂S) و دی اکسید کربن (CO₂) و همچنین ترکیبات گوگردی آلی نظیر مرکاپتان ها انجام می شود. حضور این ترکیبات در گاز طبیعی می تواند موجب خوردگی تجهیزات، کاهش کیفیت گاز و ایجاد مشکلات زیست محیطی شود. از این رو انتخاب حلال مناسب برای افزایش راندمان حذف این ترکیبات و کاهش مصرف انرژی از اهمیت بالایی برخوردار است. در سال های اخیر استفاده از حلال های آمینی فعال شده مانند MDEA+PZ و همچنین حلال های ترکیبی مانند Sulfinol X مورد توجه قرار گرفته است. با این حال، مقایسه جامع عملکرد این دو سیستم از نظر حذف گازهای اسیدی، حذف مرکاپتان ها و مصرف انرژی در شرایط عملیاتی واقعی همچنان ضروری است. در این پژوهش عملکرد دو فرآیند MDEA+PZ و Sulfinol X در شیرین سازی و مرکاپتان زدایی گاز طبیعی با استفاده از شبیه سازی فرآیندی در نرم افزار Aspen HYSYS نسخه ۱۴ و بر اساس داده های عملیاتی پالایشگاه آبادان مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. گاز خوراک با دبی kmol/h ۶۱۴۶ و دمای ۳۳٫۶ درجه سانتی گراد شامل ۳٫۲۷ درصد مولی H₂S، حدود ۳٫۷۵ درصد CO₂ و ۰٫۱۳ درصد متیل مرکاپتان وارد برج جذب شد. نتایج شبیه سازی نشان داد که در هر دو فرآیند حذف گازهای اسیدی به طور موثر انجام شده و غلظت H₂S و CO₂ در گاز خروجی تقریبا به صفر رسیده است. با این حال، مقدار متیل مرکاپتان در گاز شیرین برای فرآیند MDEA+PZ برابر با ۳⁻۱۰× ۱٫۰۳ و برای فرآیند Sulfinol X برابر با ۴⁻۱۰× ۸٫۹۲ به دست آمد که بیانگر عملکرد بهتر Sulfinol X در حذف ترکیبات گوگردی آلی است. همچنین مقایسه مصرف انرژی در برج احیا نشان داد که بار حرارتی ریبویلر در سیستم MDEA+PZ حدود kJ/h ۱۰۹× ۸٫۸ است، در حالی که این مقدار در فرآیند Sulfinol X به حدود kJ/h ۱۰۹× ۵٫۳ کاهش می یابد. علاوه بر این، تحلیل حساسیت غلظت سولفولان نشان داد که در محدوده ۳۵ تا ۴۵ درصد وزنی، حذف مرکاپتان ها به بیشترین میزان خود می رسد. نتایج این مطالعه نشان می دهد که فرآیند Sulfinol X علاوه بر کارایی بالاتر در حذف مرکاپتان ها، از نظر مصرف انرژی نیز عملکرد بهتری نسبت به سیستم MDEA+PZ دارد و می تواند گزینه مناسب تری برای واحدهای صنعتی شیرین سازی گاز طبیعی باشد.

کلیدواژه ها:

شیرین سازی گاز طبیعی ، MDEA+PZ ، Sulfinol X ، حذف مرکاپتان ها ، شبیه سازی Aspen HYSYS