الصين: تقنيات إزالة الكبريت من MEA/MDEA/NHD؟ 

عندما يتحدث الناس عن تقنيات تنقية الغاز الصينية، فإنهم غالبا ما يفكرون في الحجم وليس الفروق الدقيقة. يتخيل الكثير من الناس على الفور التركيبات القياسية والحلول المختومة. ولكن إذا قمت بحفر أعمق، وخاصة في هذا القطاعإزالة الكبريتومع استخدام الأمينات مثل MEA أو MDEA أو المذيب الفيزيائي NHD، تصبح الصورة أكثر إثارة للاهتمام وليست واضحة تمامًا. لا يتعلق الأمر فقط باختيار الكاشف، بل هو عبارة عن طبقة كاملة من التنازلات الهندسية، والتكيف مع مواد خام محددة، والأهم من ذلك، مع المعايير البيئية المحلية الصارمة، التي أصبحت أكثر صرامة بشكل خطير في العقد الماضي.

من النظرية إلى ورشة العمل: لماذا تتفوق MDEA في كثير من الأحيان على MEA

على الورق، يبدو أحادي إيثانول أمين (MEA) رائعًا: تفاعلية عالية، وحمل جيد من كبريتيد الهيدروجين. لكن أي شخص عمل في المصنع قبل عشر سنوات يتذكر المشاكل. تآكل. التآكل الشديد في جهاز التجديد خاصة في المناطق ذات الحرارة المرتفعة. وهذا ليس مجرد خطر نظري - بل هو تكاليف إضافية للمواد، والفحوصات المتكررة، ووقت التوقف عن العمل. بالإضافة إلى عدم الانتقائية: MEA يكفي لكل من H2S وCO2، ويتم إنفاق الكثير من الطاقة على تجديد ثاني أكسيد الكربون.

ولهذا السبب، في الصين، في المشاريع الجديدة، وخاصة تلك المتعلقة بتنقية الغاز الطبيعي أو الغاز النفطي المصاحب، تم استخدام ميثيل ثنائي إيثانولامين (MDEA) بشكل جماعي منذ أواخر العقد الأول من القرن الحادي والعشرين. يبدو أن رد الفعل أبطأ. لكن الانتقائية لكبريتيد الهيدروجين أعلى، واستهلاك الطاقة للتجديد أقل، والتآكل أسهل. ولكن هذا لا يخلو من المزالق. سرعة. في التركيبات ذات الضغط العالي وكميات كبيرة من الغاز، يتعين عليك أحيانًا الغش: زيادة ارتفاع جهاز الامتصاص، أو اللعب بالفوهة، أو، كما يحدث غالبًا، استخدم MDEA المنشط - أضف مجموعة من المواد المضافة إليه لتسريع حركية الامتصاص. لم يعد هذا كاشفًا خالصًا، بل مزيجًا تكنولوجيًا كاملاً، وغالبًا ما تكون تركيبته هي خبرة المورد.

هذا هو المكان الذي ترغب فيه الشركاتتشنغدو Yizhi التكنولوجيا المحدودة(موقعهم على الانترنت هوyzkjhx.ru). يتم وضعها كمعهد تصميم تم إنشاؤه على أساس شركة تكنولوجيا كيميائية. بالنسبة لي، يعد هذا مؤشرًا لنهج معين: فهؤلاء ليسوا مجرد بائعين للكواشف، بل هم أولئك الذين يمكنهم تصميم أو تحديث السلسلة التكنولوجية بأكملها. في حالتهم، يعد رأس المال المصرح به البالغ 120 مليون يوان تطبيقًا جادًا للمشاركة في المشاريع الكبيرة التي لا تتطلب التسليم فحسب، بل المسؤولية عن النتيجة. هل رأيت منشآتهم أثناء العمل؟ ليس بشكل مباشر، ولكن في الصناعة يظهر اسمها في سياق الحلول المعقدة لتنقية الغاز، غالبًا للمواد الخام المعقدة.

NHD: عندما تفشل الأمينات

ولكن ماذا يجب أن تفعل إذا كان الغاز، بالإضافة إلى كبريتيد الهيدروجين، مليئًا بمركبات الكبريت العضوية (المركابتانات، COS) أو الهيدروكربونات الثقيلة؟ يمكن طي الأمينات الكلاسيكية هنا. وهنا تكمن تقنية NHD (N-methyldiثانولامين؟ لا، هناك ارتباك هنا! في السياق الصيني، غالبًا ما يكون NHD مذيبًا فيزيائيًا، بولي إيثيلين جلايكول ثنائي ميثيل إيثر، وهو نظير لـ Selexol الشهير). هذه نقطة مهمة - في الأدبيات والممارسات التقنية الصينية، قد يخفي اختصار NHD هذا المذيب الفيزيائي على وجه التحديد، وليس الأمين.

تكمن قوته في قابليته الجيدة للذوبان في مركبات الكبريت العضوية وثاني أكسيد الكربون عند الضغوط العالية. لقد عملت مع تركيب غاز فرن فحم الكوك - كان به دائرة مع NHD. كانت كفاءة الاسترداد لـ COS وmercaptans أعلى بكثير من أي تعديل لـ MDEA. لكن العيوب واضحة أيضًا: تتطلب العملية ضغطًا عاليًا للامتصاص وفراغًا عميقًا للتجديد. تكاليف رأس المال أعلى، واستهلاك الطاقة محدد. هذه ليست إجابة عالمية، ولكنها أداة لمهمة محددة. وقد تعلم المهندسون الصينيون استخدامه بشكل انتقائي، وغالبًا ما يتم دمجه مع مرحلة الأمين - أولًا NHD للتنقية العميقة للمواد العضوية، ثم MDEA للإزالة النهائية لكبريتيد الهيدروجين.

عيوب التصميم والتشغيل

الوهم الأكبر هو الاعتقاد أنه باختيار الكاشف، تكون قد قمت بحل جميع المشكلات. الواقع يبدأ بالتفاصيل. لنأخذ نظام التجديد. تعتبر درجة الحرارة في غلاية إعادة التوليد معلمة حاسمة. محموما - سوف تسرع من تدهور الأمين، وسيبدأ التكوين الذي لا رجعة فيه للأملاح المستقرة للحرارة، والتي سوف تتراكم، مما يقلل من الكفاءة ويزيد من التآكل. إذا لم يتم تسخينه بما فيه الكفاية، فلن تحقق درجة التجديد المطلوبة؛ سوف تقوم بتدوير المحلول الغني في دائرة، وسوف تفشل عملية التنقية. في إحدى المنشآت القديمة بالقرب من تشنغدو، رأيت عواقب هذا الخلل: سرعان ما أصبحت المبادلات الحرارية مليئة بمنتجات التحلل، وأصبح الغسيل والاستبدال صداعًا منتظمًا.

نقطة أخرى هي تحضير الغاز. إذا كانت هناك رطوبة قطيرة أو مكثفات هيدروكربونية أو شوائب مثل سائل التبريد عند مدخل جهاز الامتصاص، فهذا يعد أمرًا مميتًا للأمين. يسبب الرغوة، والاحتجاز الميكانيكي، والتدهور الكيميائي. الفواصل القياسية لا تساعد دائمًا. من الضروري تركيب مرشحات الاندماج، وأحيانًا خراطيش الامتزاز عند المدخل. يبدو هذا شيئًا صغيرًا، ولكن في الواقع هذه الأشياء الصغيرة هي التي تحدد ما إذا كان التثبيت سيعمل بثبات لمدة 3 سنوات دون تدخل كبير أو سيتطلب تنظيفًا ربع سنوي وتزويده بكاشف جديد.

البيئة والاقتصاد: ما الذي يدفع التحديث

المعايير الصارمة لانبعاثات ثاني أكسيد الكبريت هي المحرك الرئيسي. ولم تعد الصين قادرة على تحمل تكاليف حرق الغاز الخام أو استخدام أساليب عفا عليها الزمن. لقد أصبحت الغرامات كبيرة، وأصبحت المخاطر التي تهدد سمعة الشركات خطيرة. لذلك، حتى في المنشآت القديمة هناك عمل التحسين المستمر. في كثير من الأحيان، لا يكون هذا بديلاً للتكنولوجيا بأكملها، بل هو ضبط: الانتقال من MEA إلىمدياأو شكله المنشط، وتركيب وحدات تجريد وتجديد أكثر كفاءة، وإدخال أنظمة مراقبة عبر الإنترنت لتركيز الأمينات والأملاح المستقرة للحرارة.

من وجهة نظر اقتصادية، فإن الاختيار بين التقنيات يمثل دائمًا توازنًا بين النفقات الرأسمالية والنفقات التشغيلية. مذيب فيزيائيN. H.D.قد يتطلب استثمارًا أوليًا كبيرًا، ولكن بالنسبة لمواد خام معينة، فإن كفاءتها التشغيلية وانخفاض خسائر الكاشف تغطي التكاليف. تكون الدوائر الأمينية أرخص في البداية، لكن تكلفة تشغيلها تعتمد بشدة على سعر موارد الطاقة (البخار للتجديد) وعلى قدرة العاملين على التحكم في عملية التحلل. في الصين، هناك الآن اتجاه واضح نحو تقليل استهلاك الطاقة، لذا فإن أي شيء يقلل الحمل على جهاز إعادة التوليد - سواء كان ذلك MDEA انتقائيًا أو دوائر هجينة - أصبح في هذا الاتجاه.

نظرة إلى المستقبل: الهجينة والرقمية

هناك عدد أقل من التقنيات النظيفة. في كثير من الأحيان أرى مشاريع يتم فيها استخدام النهج المختلط. على سبيل المثال، المرحلة الأولى هي MDEA لإزالة الجزء الأكبر من كبريتيد الهيدروجين وجزء من ثاني أكسيد الكربون، والمرحلة الثانية هي الأغشية أو الامتزاز على الزيوليتات للتنقية الدقيقة إلى مستويات جزء في المليون. أو مزيج من الغسيل الأميني مع إزالة الكبريت التأكسدي لإنتاج الكبريت العنصري. لم يعد هذا الأمر كلاسيكيًا، بل أصبح تخصيصًا ليناسب المتطلبات النهائية للمنتج.

وبالطبع الرقمنة. يقوم المقاولون والمشغلون الصينيون بشكل متزايد بتنفيذ أنظمة التحليلات التنبؤية. أجهزة استشعار الأس الهيدروجيني والضغط ودرجة الحرارة وأجهزة قياس التدفق - تتدفق البيانات إلى مركز واحد. تتعلم الخوارزميات التنبؤ باللحظة التي تبدأ فيها كفاءة الامتصاص في الانخفاض، أو عندما يحين وقت بدء إجراء تنظيف المحلول من الأملاح المستقرة للحرارة. ولم يعد هذا هو المستقبل، بل هو الحاضر بالنسبة لمجمعات معالجة الغاز والبتروكيماويات الضخمة في أقاليم سيشوان، وشنشي، وشينجيانغ. الشركات التي لا تقدم الأجهزة فحسب، بل تقدم أيضًا حزمًا تكنولوجية ورقمية متكاملة، هي التي تتقدم. وفي هذا المجال، على ما يبدو، يحاول لاعبون مثل معهد التصميم المذكور Chengdu Yizhi Technology الحصول على موطئ قدم، بالاعتماد على الدورة الكاملة من التصميم إلى الدعم.

لذا، بالعودة إلى السؤال الأصلي... التكنولوجياإزالة الكبريتفي الصين، إنه مشهد حي ومتطور بسرعة. لا توجد إجابة واحدة صحيحة هنا MEA أو MDEA أو NHD. هناك فهم عميق لقيود كل طريقة، ونهج عملي للجمع بينها والبحث المستمر عن التوازن الأمثل بين نقاء الغاز والتكلفة والموثوقية. وهذا البحث لا يتم في صمت مكتب، بل على منشآت حقيقية، مع مشاكل حقيقية وحسابات اقتصادية حقيقية.