برش هاي نفتي و ترکيبات هيدروکربوري اغلب داراي ترکيبات گوگردي بدبو هستند. ترکيبات گوگردي همگي داراي بوي زننده با آستانه بويايي بسيار پايين هستند. غالبا عامل اصلی بوی نامطبوع در هیدروکربورها، به صورت شاخص مرکاپتان ها هستند و کنترل بو نامطبوع H2S یک دغدغه جدی است. مرکاپتان ها نوعی ترکیبات آلی گوگرد دار هستند. که به شکل متنوعی در محصولات نفتی وجود دارند. مرکاپتان ها، یا درست تر گروه هاي تیول، ترکیباتی هستند داراي فرمول R-S-H که R یک گروه آلکیل یا یک گروه آروماتیک توصیف شده است. ترکیبات مرکاپتان ها را با توجه به اندازه زنجیره هیدروکربنی متصل به آنها از مرکاپتان C1 تا مرکاپتان های C4 و بالاتر می شناسند. از اینرو به آنها مرکاپتان های سبک یا سنگین می گویند. میزان خطرناك بودن آنها بستگی به میزان سنگین بودن آنها دارد. هرچه گروه آلکیل سنگین تر باشد خطر مرکاپتان کمتر خواهد بود (فشار بخار کمتري خواهد داشت.
از جمله مشخصات مرکاپتان ها بوی بسیار نامطبوع، خوردنگی و سمیت برای موجودات زنده و محیط زیست است. عموما ترکیبات آلی استخراج شده از منابع زیر زمینی دارای ترکیبات مرکاپتان هستند. نفت و گاز استخراجی از میادین هیدروکربنی هم شامل این مواد می شوند .با توجه به خورنده بودن این مواد و اثرات جانبی بر تاسیسات پالایشی و انتقال انرژی و همچنین سمیت آنها، مرکاپتان ها جزو اولین موادی هستند که در پالایشگاه ها سعی در تصفیه و پالایش آنها می شود. به همین دلیل حذف ترکیبات سولفوره از هیدروکربن های نفتی که در صنایع نفت و گاز به عملیات شیرین سازی مشهور است، به ضرورتی اجتناب ناپذیر تبدیل شده است.در نتیجه منجر به افزایش کیفیت این مواد، کاهش خطرات زیست محیطی، کاهش خوردگی تجهیزات فلزی، رفع خطرات انسانی و کاهش چشمگیر بوی نامطبوع محصولات می شود.
روش های اصلی مرکاپتان زدایی و حذف بو ناشی از آن
وجود ترکیبات گوگردی و مرکاپتان‌ها در برش های نفتی موجب آلودگی محیط زیست و در خطوط انتقال و مخازن نگهداری، باعث خوردگی می شود. بنابراین لازم است تا مقدار گوگرد و مرکاپتان ها در برش های نفتی تا حد استانداردهای بین المللی، جهت کنترل بو نامطبوع H2S کاهش یابد. بدین منظور فرآیندهای زیر جهت مرکاپتان زدایی و حذف بوی ناشی از آن بسط یافته است که در ادامه توضیحات مختصر در مورد این فرایندها ارائه میشود.
1- اکسیداسیون شیمیایی
1-1- اسکرابر مرطوب(Wet Scrubber)
اسکرابر مرطوب واحدی عملیاتیست که در آن جزئی از مخلوط جریان گازي بد بو را با جریان سیال گاز شوی(معمولا سدیم هیپوکلریت) درتماس قرار داده، به نحوي که یک یا چند جزء گازي و ذرات با انحلال در مایع جدا شده و جذب آن میشوند. در سیستم اسکرابر مرطوب معمولا محلول NaOH یاNaClO برای جذب بخارات بو استفاده می شود. نرخ انتقال جرم بین مایع و گاز حاوی ترکیبات مولد بو به سطح تماس و زمان تماس دو فاز بستگی دارد، فاکتورهای دیگری نظیر حلالیت و درجه واکنش پذیری ترکیبات گاز در حلال ، باعث افزایش بازدهی جذب می شود. به طور کلی استفاده از اسکرابر پر شده مرطوب یکی از راه های حذف بو از فرایندها و سیستم های مختلف می باشد و از سایر روش ها کاربردی تر است.
در اسکرابر پکینگ مرطوب هوای حامل گاز وارد دستگاه میشود. در این حال مایع شستشو دهنده با به صورت ذرات ریز بر روی سطحی که از پکینگ مناسب پر شده است پاشیده میشود و مخلوط گاز و هوا با عبور از پکینگها فرصت انجام واکنش را می یابد. و در نتیجه با استناد از اصل مهمی به نام پدیده های انتقال که توسط پکینگ مورد نظر ایجاد می گردد و با افزایش انتقال سطح بین دو فاز ، انتقال جرم از فاز گاز به فاز مایع انجام می شود .در این عملیات که به منظور حذف مواد آلاینده و بو صورت می گیرد با توجه به انتخاب پکینگ و پرکننده مناسب می توان بالاترین راندمان را از برج دریافت کرد و در برخی موارد می توان تا حذف کامل ترکیبات آلاینده و بودار این عملیات جداسازی را انجام داد و لذا به این سیستم اسکرابر، اسکرابر پکینگ می گویند. از پرکاربردترین نوع پکینگ های استفاده شده در این نوع اسکرابر پکینگ های پال رینگ یا راشینگ رینگ می باشد.
بیشتر بخوانید: پکیج تزریق مواد شیمیایی
کاربرد اسکرابر مرطوب برای حذف بو
از اسکرابر گازی برای حذف بو نامطبوع صنایع مختلف استفاده می شود:
- صنایع نفت، گاز و پتروشیمی
- تصفیه خانه ها ی فاضلاب بهداشتی-انسانی و صنعتی
- کارخانه های صنایع غذایی و خوراک یا صنایع لبنی
2-1-سیستم ازن زنی
استفاده از اکسیژن فعال یا ازن در سیستم های تولید کننده جریان های بودار منجر به اکسید شدن مواد آلاینده تولید کننده بوی بد و در نتیجه کنترل بو نامطبوع H2S می شود. افزودن گاز ازن به تصفیه خانه ها نه تنها به حذف مواد آلاینده کمک می کند، بلکه تا حد زیادی در ضدعفونی آن نیز موثر خواهد بود. اما نکته بسیار مهم این است که ازن و اکسیژن فعال را نمی توان در انبار ذخیره سازی نمود و بسیار ناپایدار است. تنها را ه حل برای استفاده از آن برای حذف بوی بد تولید آن در محل مورد نظر می باشد که با دستگاه های ازن ژنراتور قابل انجام می باشد.
بیشتر بخوانید: بلوئر هوا
2- جذب سطحی
جذب سطحی معمولا به کمک جاذب های Iron-sponge based و یا کربن فعال انجام می شود. کربن فعال ترکیبات بودار را با عبور جریان بودار از روی سطح آن جذب میکند و یکی از راه های حذف بو و درنتیجه کنترل بو نامطبوع H2S است. کربن فعال دارای سطح جذب بسیار بالا و همچنین خواصی مانند کشش سطحی مناسب است.کربن فعال با به دام انداختن ترکیبات بودار در فضاهای متخلخل خود به کنترل بو کمک می کند. موادی که برای تولید کربن فعال استفاده می شوند عبارتند از: پوسته نارگیل، زغال چوب و زغال سنگ. کربن فعال یک تکنولوژی بسیار مفید است اما با توجه به امکان اشباع شدن آن و نیاز به جایگزینی میتواند بسیار پرهزینه باشد.
بیشتر بخوانید: بلوئر ساید چنل
3- اکسیداسیون حرارتی (Thermal waste gas treatment)
عملیات حرارتی میتواند اساسا به هرگاز و هوای خروجی اعمال شود. با این حال زمانی استفاده میشود که معمولا غلظت ترکیبات آلی فرار پایین است. اما در واحدهای احتراق رسوب، خوردگی و مشکلات دیگری به وجود میآید و آلودگیهای مختص خود را دارد. هزینه های عملیاتی بالا در مورد گاز طبیعی، تشکیل و انتشار ثانویه گازهایی همچون نیتروژن و اکسیدهای گوگرد باز هم نوعی منابع آلوده کننده محیطزیست هستند.