دی هیدروژن سولفید

مشخصات دی هیدروژن سولفید

حذف هیدروژن سولفید زمانی که حضور باکتری ها و مواد ارگانیک منجر به تولید این گاز مضر می شود، لازم و ضروری است. گاز هیدروژن سولفید را با نام های مختلفی نظیر دی هیدروژن سولفاید، سولفور هیدروژن سولفورات، هیدروسولفوریک، گاز ترش و هپاتیک اسید می شناسند. که این گاز می تواند باعث اختلال تنفسی و در غلظت های خاصی منجر به مرگ شود. همچنین حضور این ترکیب می تواند کارایی کلی سیستم و قابلیت اطمینان عملیاتی را کاهش دهد زیرا گازی خورنده است و می تواند منجر به تشکیل سولفید آهن شود.

باکتری گوگرد، مهمترین عامل تولید گاز سولفید هیدروژن است، که از گوگرد تغذیه و آن را به سولفید هیدروژن تبدیل می کند. در واقع باکتری گوگرد یک عامل تولید هست و این در حالی است که خود سولفید هیدروژن نیز گاهی ممکن است به طور طبیعی در آب های زیرزمینی و یا نفت خام وجود داشته باشد. در این صورت، فاسد شدن مواد گیاهی و تجزیه آن ها، دلیل تولید گاز سولفید هیدروژن در آب های زیرزمینی است. بنابراین، گاز سولفید هیدروژن می تواند در نفت استخراج شده یا آب خروجی بسیاری از چاه های عمیق نیز، وجود داشته باشد. این باکتری به خصوص در مناطقی که کمبود اکسیژن است، همانند چاه های عمیق آب، سیستم های لوله کشی انتقال آب، دستگاه های سختی گیر آب، تولید شده و رشد می کند. اصولا باکتری ها در محیط گرم سریع تر رشد می کنند. برای مثال یکی از مکان های گرم برای تجمع گاز سولفید هیدروژن، آبگرمکن می باشد که ممکن است بوی بدی از آن ناشی شود.

سولفید هیدروژن به طور طبیعی در نفت خام، مخازن گاز طبیعی و گازهای آتشنشانی وجود داشته و در مخازن، در نتیجه کاهش باکتریایی سولفات به وسیله باکتری های کاهنده سولفات (SBR) تولید می شود. این گاز به عنوان  یکی از خطرناک ترین آلاینده ها ی نفت و گاز محسوب می شود. با فلزات ، پلاستیک و لاستیک واکنش نشان داده و به عنوان گازی به شدت خورنده  برای فلزات شناخته شده است. H₂S باعث ایجاد پدیده ای به عنوان ترک تحت تنش ناشی از سولفید (اگر حضور سولفید هیدروژن سبب ورود هیدروژن به فلز شود فرآیند ایجاد ترک در این حالت، ترک تحت تنش ناشی از سولفید (SSC) نامیده می شود.) در لوله های حفاری و دیگر خطوط لوله می گردد. از این جهت زدایش سولفید هیدروژن یا شیرین سازی گاز در هردو بخش بالادستی و پایین دستی صنایع نفت و گازو پتروشیمی امری ضروری می باشد.

میزان سولفید هیدروژن در نفت خام خروجی بایستی کمتر از ppm15 باشد، در این راستا روش های مختلفی جهت حذف H₂S در نفت خام استفاده می شود. بهترین راهکار به عواملی چون غلظت سولفید هیدروژن، زمان اقامت، ملاحظات وزنی، هزینه های عملیاتی و سرمایه گذاری و حجم گاز مورد نظر برای آمایش بستگی دارد. یکی از راه های شیمیایی حذف سولفید هیدروژن استفاده از زداینده ها می باشد.

کاربرد دی هیدروژن سولفید

به طور کلی زداینده ها برای جلوگیری از خوردگی در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی کاربرد دارند. دی هیدروژن سولفید با حذف سولفید هیدروژن و دیگر ناخالصی های موجود، از ایجاد خوردگی در بویلرها و مخازن آب جلوگیری می کنند. زداینده ها بسته به نوع خود به طور انتخابی با ناخالصی هایی مانند H₂S ، O₂، پراکسید و کربونیل واکنش می دهند و آن ها را حذف می کنند.

انواع دی هیدروژن سولفید

• زداینده جامد (مواد روی یا آهن)
• اکسیدهای  فلزی
• بسترهای جامد احیاء پذیر
• زداینده های مایع
• زداینده های سولفید هیدروژن احیا پذیر
• زداینده های سولفید هیدروژن احیا ناپذیر
• زداینده های بیولوژیکی

زداینده های جامد

زداینده های جامد در دفع سولفید هیدروژن از جریان گاز و کاهش آن به کمترین سطح بسیار موثر هستند.  سرمایه گذاری در این ایجاد یک واحد پالایشگاهی بسیار بالا بوده و غالبا در زمان تغییر پروسه، در مقایسه با هزینه های خرید و نگهداری و استهلاک تجهیزات،  بخش زیادی از هزینه ها به نیروی انسانی نسبت داده می شود. با این حال، زداینده های جامد هزینه های عملیاتی پایینی دارند، نرخ حذف آنها قابل پیش بینی بوده، به مواد شیمیایی اضافه نیازی ندارند و معمولا جریان های پایین دستی را تحت تاثیر قرار نمی دهند. در واقع شامل توده های جامد مانند (به طور کلی مواد روی یا آهن) می باشند.

اکسیدهای فلزی

این سیستم شامل یک بستر پرشده با اکسیدهای فلزی شبیه به روی، مس، آهن یا منگنز می باشد. در واقع اکسید کننده های فلزی شامل: کلر، دی اکسيد کلر، هيپوکلريت، پراکسيد هيدروژن، مواد شیمیایی حاوی روی، اکسيد روی، روی کربنات، کربنات بازی روی و تيوسولفات می شوند. که از این میان اکسید روی در حذف سولفید هیدروژن به علت داشتن ثابت تعادل بالا، از جایگاه ویژه ای برخوردار است. بستر مذکور احیاءناپذیر بوده و نیاز به صرف زمان و نیروی انسانی برای تعویض با محیط جدید را دارد. فضای محدود ورودی و فاضلاب های آتش زا، خطرات عملیاتی ناخواسته ای را در این سیستم ها ایجاد می کنند. استفاده از منیزیم به عنوان آند برای محافظت از خوردگی در آبگرمکن ها می تواند باعث جلوگیری از تبدیل سولفات به سولفید هیدروژن شود و همچنین از بوی ناخوشایند حاصل از این گاز جلوگیری کند. لازم است بدانیم که ازن نیز یک ماده اکسید کننده محسوب می شود که شبیه اکسید های فلزی عمل کرده و سولفید هیدروژن را حذف می کند.

بسترهای جامد احیاء پذیر

بسترهای جامد احیاپذیر، که به عنوان غربال مولکولی نیز شناخته می شوند، سولفید هیدروژن را با استفاده از جذب به جای واکنش شیمیایی حذف می کنند. آنها متشکل از پلیمرهای کریستالی آلومینوسیلیکات (زئولیت ها) می باشند که ترکیبات قطبی را دفع می کند. غربال های مولکولی علاوه بر حذف سولفید هیدروژن، دی اکسید کربن، آب، متانول، مرکاپتان ها و سولفیدها، آمونیاک، جیوه و آروماتیک ها را در حد ردیابی یا نشانه حذف می کنند. زئولیت ها می توانند با استفاده از جریان گازی احیا شوند و در مرحله بعد این جریان گاز برای حذف ذرات گوگرد فرآوری می شوند. که این مسئله، از آنجاییکه با جریان گازی غنی از سولفید هیدروژن روبرو هستیم، می تواند مشکل ساز باشد. اندازه بزرگ مخزن، ظرفیت محدود، و نیاز به فرآیند موازی برای احیا در طول سرویس می تواند هزینه های سرمایه گذاری را افزایش دهد. علاوه براین، برخورد با فاضلاب های گوگردی مسائل بالقوه ای را نیز در زمینه  هزینه های عملیاتی به دنبال خواهد داشت.

زداینده های مایع

زداینده های مایع نسبت به زداینده های جامد، فضا و وزن کمتری را می گیرند، اما به مراتب کمتر کارآمد هستند. هزینه های عمیاتی نسبت به زداینده های جامد افزایش می یابد، اما زداینده های مایع گزینه های بیشتری برای تکمیل امکانات موجود ارائه می دهند. زداینده ها برحسب نوع ساختار و مکانیسم های حذف سولفید هیدروژن به دو دسته کلی احیا ناپذیر و احیا پذیر تقسیم می شوند.

دی هیدروژن سولفید احیاپذیر

در بسیاری از فرآیندهای تولید، راه حل اقتصادی برای حذف سولفید هیدروژن در جریان فرآیند گاز نصب یک سیستم احیا کننده برای آمایش گاز ترش می باشد. استفاده از آمین ها معمولترین روش شیرین سازی گاز می باشد. گاز ترش از ستون پر شده با محلول آمین عبور می کند. آمین با سولفید هیدروژن برای تشکیل  نمک های اسید/باز در یک واکنش کاملا برگشت پذیر سریعا واکنش می دهد، اما ممکن است که دی اکسیدکربن نیز با آمین واکنش دهد. محلول آمین مصرف شده برای گرمایش و کاهش فشار به منظور آزادسازی گازهای اسیدی و تولید آمین تازه به ستون احیا فرستاده می شود. آمین تازه یا احیا شده دوباره به ستون برگشت داده می شود. این فرایند در درجه اول، برای حذف مقادیر زیادی از سولفید هیدروژن، یا در جریان های گازی با حجم بالا مورد استفاده قرار می گیرند.

سولفید هیدروژن جدا شده (گاز اسیدی حاصل از احیا آمین) در واحد بازیافت گوگرد از نوع کلاوس فرآوری می شود. انواع مختلفی از آمین ها می توانند بسته به مشخصات گاز ترش به عنوان جاذب مورد استفاده قرار گیرند. در زیر به تعدادی از آمین هایی که به طور معمول مورد استفاده قرار می گیرند اشاره شده است:

• مونو اتانول آمین (MEA)
• دی اتانول آمین (DEA)
• N متیل دی اتانول آمین (MDEA)
• دی ایزو پروپیل آمین
• دی گلایکول آمین

جدیدترین آمین های مورد استفاده در فرآیند شیرین سازی گاز آمین های بر پایه MDEA هستند که معمولا تنها سولفید هیدروژن را جذب می کنند. مونواتانول آمین، دی اتانول آمین و دی گلایکول آمین، علاوه بر H₂S دیگر گازهای اسیدی،  همانند CO₂ را جذب می کنند.

دی هیدروژن سولفید احیا ناپذیر

• تری آزین

تری آزین معمولترین حذف کننده اکسیژن مایع احیا ناپذیر می باشد که در صنعت استفاده می شود. محصولات جانبی واکنش تجزیه پذیر بوده و می توانند به آبهای زیر زمینی دفع شوند. تری آزین واکنش نداده به شدت برای آبزیان سمی بوده و با انجام تصفیه مجدد بایستی تا حد امکان مقدار آن کاهش داده شود. محصولات واکنش در فاز آبی یا نفتی، انحلال پذیر است. در آبهای با مقدار کلسیم بالا، تری آزین به دلیل افزایش pH سیستم منجر به ایجاد رسوب کربنات می شود.

• زداینده های جامد( معمولا بر پایه روی یا آهن)
• مواد شیمیایی اکسنده (NaClO₂، NaBrO₃، NaNO₂ وغیره)
• آلدهیدها

معمولترین آلدهید مورداستفاده فرمالدهید می باشد؛ جایگزین ها شامل گلی اکسال، آکرولئین، و گلو تراآلدهید می باشد. به طور کلی، آلدهیدها به دلیل سمی بودن، پتانسیل ایجاد محیط های انفجاری، و سرطان زایی مورد استفاده قرار نمی گیرند. گلی اکسال اثرات زیست محیطی کمتری نسبت به دیگر آلدهیدها دارد، و در محیط های خنثی، اسیدی و بازی قابل استفاده می باشد. گلی اکسال احتمال تشکیل رسوب را افزایش نمی دهد اما زمان واکنش آنها نسبت به تری آزین بسیار کندتربوده و به عنوان عامل تشکیل هیدرات نیز شناخته شده است.

• کربوکسیلات های فلزی و کی لیت ها

کیلیت های فلزی با ظرفیت بالا انحلال پذیر در آب یا نفت به عنوان دی هیدروژن سولفید برای اصلاح سیالات حفاری و آبهای آلوده و جریان های نفتی مورد استفاده قرار می گیرند.

زداینده های بیولوژیکی

فرآیندهای بیولوژیکی به گونه گزینش پذیر سولفید هیدروژن را با استفاده از تنفس باکتریایی به مرکاپتان ها یا گوگرد و سولفات تبدیل می کنند.محدوده دمای عملیاتی به سبب طبیعت بیولوژیکی فرآیند بسیار محدود می باشد.

با وجود روش های متعددی برای حذف سولفید هیدروژن و با توجه به معایب و مزایای هر روش در حال حاضر مرسوم ترین روش در صنعت برای جداسازی گازهای اسیدی از جمله سولفید هیدروژن جذب توسط محلول های آمین می باشد.

روش های حذف سولفید هیدروژن از آب

• استفاده از شوک کلرزنی
• استفاده از فیلتر کربن فعال
• استفاده از سیستم اشعه ماوراء بنفش
• استفاده از فیلترهای اکسید کننده (دانه های شنی با روکش دی اکسید منگنز)
• تزریق مواد اکسید کننده قوی مانند کلر مایع (هیپوکلریت سدیم، پرمنگنات پتاسیم)

به طور کلی اغلب روش های حذف سولفید هیدروژن مانند روش های حذف آهن و منگنز می باشد. روش هایی مانند تقطیر، استفاده از دستگاه های تصفیه خانگی اسمز معکوس (‏RO‏) و غیره نیز توانایی حذف سولفید هیدروژن برای تصفیه آب آشامیدنی را دارا می باشند.

در تصفیه آب فاضلاب، هیدروژن سولفید با استفاده از الکترولیز می توان حذف کرد.

لیست قیمت دی هیدروژن سولفید

با عرض پوزش کلیه قیمت ها در حال بروزرسانی می باشد، لطفا جهت استعلام قیمت خرید با واحد فروش تماس حاصل نمایید.