من طرف keemawee الإثنين 13 سبتمبر 2010 - 1:48التجفيف
يحتوي الغاز الطبيعي الأتي من حقول الإنتاج إضافة إلى الغازات الحامضية كغاز H2S و CO2 على شوائب أخرى كالماء وتختلف كمية الماء في الغازات الهيدروكاربونية تبعا للضغط ودرجة الحرارة والماء إما أن يكون على شكل قطرات سائلة أو بخار ماء.
إن الغاز الطبيعي المطلوب نقله إلى الأسواق بالأنابيب يجب أن تتوفر فيه شروط معينة من حيث احتوائه على الماء أو بخار الماء بحدود 6-8 باوند من الماء لكل مليون قدم مكعب قياسي من الغاز الطبيعي و الغاية من وحدة تجفيف الغاز هي لتخليص الغاز من الرطوبة والماء قبل إرساله بواسطة خطوط الأنابيب إلى (LPG planet) وذلك لتلافي الانجماد نتيجة لتَكون سوائل تسمى (الهايدريدات) :عبارة عن مواد صلبة تشبه الثلج أو بلورات ناتجة عن إتحاد الغاز الطبيعي مع الماء في درجة حرارة أعلى من درجة انجماد الماء النقي .
ومن العوامل التي تساعد على تكون هذه السوائل وانجمادها هي هبوط الضغط الفجائي وانخفاض درجة الحرارة ووجود الماء ضمن مكونات الغاز.
المواد المانعة لتكوين الهيدريت:
إن الطريقة المثالية لحماية الأنابيب والأجهزة من الهيدريت المتكونة والتآكل هو بقاء هذه الأنابيب والأجهزة جافة وخالية من الماء,ومن الضروري إزالة الماء عندما تعمل الأجهزة بدرجات حرارة اقل من درجة تكون الهيدريت,تضاف عدة مواد مانعة لتكوين الهيدريت,وغالبا يضاف الميثانول أو احد أنواع الكلايكول كمواد مانعة لتكوين الهايدريت,من الممكن استرجاع كل المواد المضافة ماعدا الميثانول حيث لاتعتبر عملية الاسترجاع اقتصادية.
غالبا يضاف الميثانول عند أي درجة حرارة لكن داي اثلين كلايكول لايمكن إضافته عندما تكون درجة الحرارة اقل من(- 10 مْ) بسبب لزوجته وصعوبة فصله عند وجود قطرات من النفط,لذا يضاف عند درجات حرارة أعلى من (- 10 مْ).
ولأجراء عملية التجفيف يستخدم سائل Tri Ethylene Glycol والمسماة اختصارا (TEG).
الكلايكول: مادة نقية عديمة الرائحة سائلة حلوة المذاق تذوب في مدى واسع وبشكل تام في المذيبات القطبية مثل الماء والكحولات والأستون إلا أن ذوبانها قليل في المذيبات غير القطبية مثل البنزين ,التلوين,داي كلورو إيثان والكلوروفورم).
تعتبر طريقة التجفيف بطريقة الامتصاص وباستعمال الكلايكول من أحسن الطرق وأكثرها شيوعا واستعمالا وبصورة خاصة للمركبات الغازية وكذلك عند عدم الحاجة إلى النزول بدرجة الندى إلى درجة واطئة جدا.
إذن الكلايكول سائل له خواص امتصاص الماء بكميات كبيرة جدا وفقدانها بعد التسخين وبذلك يصبح صالحا للاستعمال مرة أخرى .
طرق تجفيف الغاز الطبيعي:
أ. طريقة الامتصاص باستعمال مجففات سائلة مناسبة أهمها مادة الكلايكول الثنائي والثلاثي.
ب. طريقة الامتصاص باستعمال الجزيئات المنخلية أو مجففات صلبة منها الالومينا المنشطة والسيليكاجيل والبوكسايت والكاربون المنشط.
ت. التبريد.
ث. الكبس ويتبعه التبريد.
ج. العزل بدرجات حرارة واطئة.
أسباب استعمال الكلايكول لتجفيف الغازات من بخار الماء:
ü قابليته العالية لامتصاص بخار الماء .
ü لايتأثر بالحرارة العالية على أن لايتجاوز 210 مْ .
ü ضغطه البخاري واطئ .
ü متوفر وبأسعار مناسبة .
ومن مركبات الكلايكول المستعملة في تجفيف الغاز وحسب ترتيبها فهي:
1) الأثلين كلايكول(EG) OH(C2H4)OH
يستخدم الأثلين كلايكول في حالات خاصة بسبب صعوبة إعادة تركيزه واستخدامه ثانية بدون فقدان كميات كبيرة منه,لذا لايمكن اعتباره كأحد المواد الممتصة والمستخدمة على نطاق واسع.
2) داي أثلين كلايكول(DEG) OH(C2H4O)2H
يستخدم على نطاق واسع وذلك لقلة ذوبانه في السوائل الهيدروكاربونية , يتراوح درجات الحرارة اللازمة لإعادة تنشيطها مابين(157,2 - 171,1 )سْ.
3) تراي أثلين كلايكول(TEG) OH(C2H4O)3H
يمتاز التراي اثلين كلايكول بدرجة انحلال عالية (تؤثر درجات الحرارة العالية على الكلايكول وتؤدي إلى تكوين حوامض مسببة للتآكل),ويمكن أعادة تركيزه بدرجة من النقاوة مع زيادة انخفاض في درجة الندى للغاز, يتراوح درجات الحرارة اللازمة لإعادة تنشيطها مابين(190,6 – 204,4 )سْ.
4) تترا أثلين كلايكول(TREG) OH(C2H4)4H
يمتاز هذا المركب بدرجة تحلل أعلى من التراي اثلين كلايكول ويؤدي استعمال التترا اثلين كلايكول زيادة في انخفاض درجة الندى مايقارب (10 فْ) أكثر من الدرجة التي يتم الحصول عليها باستعمال التراي اثلين كلايكول ومن مساوئه الكلفة العالية وصعوبة إعادة تركيزه بدرجات الحرارة العالية,يتراوح درجات الحرارة اللازمة لإعادة تنشيطها مابين ( 207,2 – 221,1 )سْ.
ومن الأسباب الرئيسية لإزالة الماء من الغاز الطبيعي مايلي:
لمنع تكوين الهيدريت .
لتقليل من سعة الأنابيب بسبب الماء الطليق.
لمنع تآكل الأنابيب /تسبب الأملاح الموجودة في الماء تآكل الأنابيب ونسبة التآكل يزداد بزيادة الضغط ودرجة الحرارة عند ظروف الإشباع.
القيمة الحرارية للغاز الجاف أعلى من القيمة الحرارية للغاز الرطب.
كبس الغاز الجاف يحتاج إلى قوة أقل من الغاز الرطب.
يحتوي الغاز الطبيعي الأتي من حقول الإنتاج إضافة إلى الغازات الحامضية كغاز H2S و CO2 على شوائب أخرى كالماء وتختلف كمية الماء في الغازات الهيدروكاربونية تبعا للضغط ودرجة الحرارة والماء إما أن يكون على شكل قطرات سائلة أو بخار ماء.
إن الغاز الطبيعي المطلوب نقله إلى الأسواق بالأنابيب يجب أن تتوفر فيه شروط معينة من حيث احتوائه على الماء أو بخار الماء بحدود 6-8 باوند من الماء لكل مليون قدم مكعب قياسي من الغاز الطبيعي و الغاية من وحدة تجفيف الغاز هي لتخليص الغاز من الرطوبة والماء قبل إرساله بواسطة خطوط الأنابيب إلى (LPG planet) وذلك لتلافي الانجماد نتيجة لتَكون سوائل تسمى (الهايدريدات) :عبارة عن مواد صلبة تشبه الثلج أو بلورات ناتجة عن إتحاد الغاز الطبيعي مع الماء في درجة حرارة أعلى من درجة انجماد الماء النقي .
ومن العوامل التي تساعد على تكون هذه السوائل وانجمادها هي هبوط الضغط الفجائي وانخفاض درجة الحرارة ووجود الماء ضمن مكونات الغاز.
المواد المانعة لتكوين الهيدريت:
إن الطريقة المثالية لحماية الأنابيب والأجهزة من الهيدريت المتكونة والتآكل هو بقاء هذه الأنابيب والأجهزة جافة وخالية من الماء,ومن الضروري إزالة الماء عندما تعمل الأجهزة بدرجات حرارة اقل من درجة تكون الهيدريت,تضاف عدة مواد مانعة لتكوين الهيدريت,وغالبا يضاف الميثانول أو احد أنواع الكلايكول كمواد مانعة لتكوين الهايدريت,من الممكن استرجاع كل المواد المضافة ماعدا الميثانول حيث لاتعتبر عملية الاسترجاع اقتصادية.
غالبا يضاف الميثانول عند أي درجة حرارة لكن داي اثلين كلايكول لايمكن إضافته عندما تكون درجة الحرارة اقل من(- 10 مْ) بسبب لزوجته وصعوبة فصله عند وجود قطرات من النفط,لذا يضاف عند درجات حرارة أعلى من (- 10 مْ).
ولأجراء عملية التجفيف يستخدم سائل Tri Ethylene Glycol والمسماة اختصارا (TEG).
الكلايكول: مادة نقية عديمة الرائحة سائلة حلوة المذاق تذوب في مدى واسع وبشكل تام في المذيبات القطبية مثل الماء والكحولات والأستون إلا أن ذوبانها قليل في المذيبات غير القطبية مثل البنزين ,التلوين,داي كلورو إيثان والكلوروفورم).
تعتبر طريقة التجفيف بطريقة الامتصاص وباستعمال الكلايكول من أحسن الطرق وأكثرها شيوعا واستعمالا وبصورة خاصة للمركبات الغازية وكذلك عند عدم الحاجة إلى النزول بدرجة الندى إلى درجة واطئة جدا.
إذن الكلايكول سائل له خواص امتصاص الماء بكميات كبيرة جدا وفقدانها بعد التسخين وبذلك يصبح صالحا للاستعمال مرة أخرى .
طرق تجفيف الغاز الطبيعي:
أ. طريقة الامتصاص باستعمال مجففات سائلة مناسبة أهمها مادة الكلايكول الثنائي والثلاثي.
ب. طريقة الامتصاص باستعمال الجزيئات المنخلية أو مجففات صلبة منها الالومينا المنشطة والسيليكاجيل والبوكسايت والكاربون المنشط.
ت. التبريد.
ث. الكبس ويتبعه التبريد.
ج. العزل بدرجات حرارة واطئة.
أسباب استعمال الكلايكول لتجفيف الغازات من بخار الماء:
ü قابليته العالية لامتصاص بخار الماء .
ü لايتأثر بالحرارة العالية على أن لايتجاوز 210 مْ .
ü ضغطه البخاري واطئ .
ü متوفر وبأسعار مناسبة .
ومن مركبات الكلايكول المستعملة في تجفيف الغاز وحسب ترتيبها فهي:
1) الأثلين كلايكول(EG) OH(C2H4)OH
يستخدم الأثلين كلايكول في حالات خاصة بسبب صعوبة إعادة تركيزه واستخدامه ثانية بدون فقدان كميات كبيرة منه,لذا لايمكن اعتباره كأحد المواد الممتصة والمستخدمة على نطاق واسع.
2) داي أثلين كلايكول(DEG) OH(C2H4O)2H
يستخدم على نطاق واسع وذلك لقلة ذوبانه في السوائل الهيدروكاربونية , يتراوح درجات الحرارة اللازمة لإعادة تنشيطها مابين(157,2 - 171,1 )سْ.
3) تراي أثلين كلايكول(TEG) OH(C2H4O)3H
يمتاز التراي اثلين كلايكول بدرجة انحلال عالية (تؤثر درجات الحرارة العالية على الكلايكول وتؤدي إلى تكوين حوامض مسببة للتآكل),ويمكن أعادة تركيزه بدرجة من النقاوة مع زيادة انخفاض في درجة الندى للغاز, يتراوح درجات الحرارة اللازمة لإعادة تنشيطها مابين(190,6 – 204,4 )سْ.
4) تترا أثلين كلايكول(TREG) OH(C2H4)4H
يمتاز هذا المركب بدرجة تحلل أعلى من التراي اثلين كلايكول ويؤدي استعمال التترا اثلين كلايكول زيادة في انخفاض درجة الندى مايقارب (10 فْ) أكثر من الدرجة التي يتم الحصول عليها باستعمال التراي اثلين كلايكول ومن مساوئه الكلفة العالية وصعوبة إعادة تركيزه بدرجات الحرارة العالية,يتراوح درجات الحرارة اللازمة لإعادة تنشيطها مابين ( 207,2 – 221,1 )سْ.
ومن الأسباب الرئيسية لإزالة الماء من الغاز الطبيعي مايلي:
لمنع تكوين الهيدريت .
لتقليل من سعة الأنابيب بسبب الماء الطليق.
لمنع تآكل الأنابيب /تسبب الأملاح الموجودة في الماء تآكل الأنابيب ونسبة التآكل يزداد بزيادة الضغط ودرجة الحرارة عند ظروف الإشباع.
القيمة الحرارية للغاز الجاف أعلى من القيمة الحرارية للغاز الرطب.
كبس الغاز الجاف يحتاج إلى قوة أقل من الغاز الرطب.
عدل سابقا من قبل keemawee في الثلاثاء 14 سبتمبر 2010 - 5:56 عدل 1 مرات
