هزینه‌های عملیاتی
(دلار آمریکا به ازای هر بشکه)
شیرین‌سازی با سود
(فرایند احیاپذیر)
۱۰۰-۲۰۰
۰/۰۱۷۲
۰/۰۰۵
۰/۰۶
۰/۰۲۳
شیرین‌سازی با غربال‌های مولکولی
(فرایند احیاپذیر)
۱۵۰۰-۲۵۰۰
۰/۳۸۰
۰/۰۲۵
۰/۰۱۲
۰/۴۱۷
به‌هرحال توصیه می‌شود که پیش از مشخص کردن یک تکنولوژی خاص برای شیرین‌سازی گاز مایع یا برش‌های تشکیل‌دهنده آن، آنالیز کاملی برای تعیین میزان و انواع ترکیبات گوگردی، آب، دی‌اکسیدکربن و ترکیبات اولفینی مانند اتیلن، پروپیلن و بوتیلن در صورت وجود در برش پروپان یا بوتان انجام شود. این اطلاعات کمک می‌کند تا روشی بهینه برای برخورد با محصولات مختلف یا فروش آن‌ها در نظر گرفته شود.
فصل دوم:
فرایند شیرین‌سازی گاز مایع با محلول فیزیکی سود
۲-۱- مقدمه
فرایند شیرین‌سازی گاز مایع توسط محلول سود دارای حدود ۵۰ سال سابقه در صنایع تصفیه گاز می‌باشد. به دلیل پیشرفت‌های صورت گرفته در فرایند و کاتالیست شیرین‌سازی برش‌های گاز توسط سود، این فرایند یکی از موفق‌ترین فرآیندهای تحت لیسانس شرکت‌های مذکور بوده است. علی‌رغم قوانین جدید که محدودکننده مقدار سولفور مجاز در محصول می‌باشند، فرایند شیرین‌سازی با سود هنوز یکی از فرآیندهای کلیدی برای جداسازی مرکاپتان‌ها و یا شیرین‌سازی آن‌ها می‌باشد. در تمام انواع فرآیندهای مذکور، اکسیداسیون کاتالیستی مرکاپتان‌ها به دی‌سولفیدها در محیط بازی هیدروکسیدسدیم صورت می‌گیرد.
۲-۲- شرح فرایند مرکاپتان‌زدایی از گاز مایع
۲-۲-۱- شرح فرایند واحد استخراج پروپان
هدف این واحد حذف مرکاپتان‌ها و آب از پروپان است. خوراک ورودی، پروپان ترش از واحد ۱۰۷ و محصولات، پروپان خشک (که به سمت واحد ۱۴۷ هدایت می‌شود) و محلول کاستیک با مرکاپتان (که برای احیا به سمت واحد ۱۱۳ هدایت می‌شود) می‌باشد.
در این واحد ترکیبات سولفور بخصوص مرکاپتان‌ها و آب موجود در جریان گاز ترش پروپان صادره از واحد ۱۰۷ حذف می‌شود. بر اساس طراحی انجام‌شده از محلول کاستیک سودا با غلظت ۱۵ تا %۲۰ برای تصفیه پروپان ترش استفاده می‌شود و محلول سود پس از جذب مرکاپتان‌ها در واحد ۱۱۳ دوباره تصفیه و بازیابی می‌شود و وارد سیکل می‌گردد. پروپان شیرین شده پس از خشک شدن برای ذخیره‌سازی به واحد ۱۴۷ فرستاده می‌شود.
برای جداسازی مرکاپتان‌ها از پروپان در مرحله اول از فرایند استخراج (extraction) استفاده می‌شود که در برجی به نام Extractor به‌صورت جریان متقابل با محلول کاستیک در تماس و انتقال جرم قرار می‌گیرد.
کاستیک از بالای سینی ۱۵ و پروپان از پایین برج وارد می‌شوند. بعد از جداسازی مرکاپتان‌ها، پروپان از بالای برج خارج‌شده و در صورت داشتن کاستیک در یک settler شسته می‌شود و بعد از فیلتر شدن وارد خشک‌کننده شده و بعد از خشک شدن و آبگیری در خشک‌کننده‌ها دوباره فیلتر شده و جهت ذخیره‌سازی به واحد ۱۴۷ ارسال می‌گردد. درصورتی‌که پروپان محصول واحد دارای کیفیت مناسب جهت ذخیره‌سازی نباشد از طریق یک پمپ به واحد ۱۰۶ ارسال‌شده و به خط سراسری گاز می‌پیوندد.
جهت بازیابی خشک‌کننده‌ها از پروپان استفاده می‌گردد؛ بدین‌صورت که مقداری از پروپان وارد کوره شده و بعد از حرارت دادن تا C280 جهت خشک‌کردن ذرات مولکولی استفاده می‌شود.
همچنین به علت وجود COS همراه پروپان در این واحد بیش از % ۹۰ از این ترکیبات در برج از گاز جدا می‌شود اما جهت جداسازی % ۱۰ باقیمانده از COS از یک درام تمام‌کننده (finishing drum) با کاستیک % ۷ استفاده می‌کنیم.
۲-۲-۲- شرح فرایند واحد استخراج بوتان
هدف این واحد حذف مرکاپتان‌ها، آب و CO2 از بوتان است. خوراک ورودی، بوتان ترش از واحد ۱۰۷ و محصولات، بوتان خشک (که به سمت واحد ۱۴۸ هدایت می‌شود) و محلول کاستیک با مرکاپتان (که به سمت واحد ۱۱۳ هدایت می‌شود) می‌باشد.
بر اساس طراحی انجام‌شده، از محلول کاستیک (NaOH) با غلظت ۱۵ تا %۲۰ برای تصفیه بوتان ترش استفاده می‌گردد و محلول سود پس از جذب مرکاپتان‌ها در واحد ۱۱۳ دوباره تصفیه و بازیابی می‌شود و وارد سیکل می‌گردد و بوتان شیرین شده پس از خشک شدن جهت ذخیره‌سازی به سمت واحد ۱۴۸ هدایت می‌شود.
جهت جداسازی مرکاپتان‌ها از بوتان در مرحله اول از فرایند استخراج استفاده می‌شود که در برجی به نام Extractor گاز بوتان و کاستیک به‌صورت جریان متقابل، انتقال جرم انجام دهند. این فرایند که استخراج مایع از مایع می‌باشد در دمای C40 و فشار bar9 می‌باشد.
کاستیک از بالای سینی ۱۵ و بوتان از پایین وارد برج می‌شود. بعد از جداسازی مرکاپتان‌ها، بوتان از بالای برج خارج‌شده (پس از انتقال جرم و جذب مرکاپتان‌ها توسط محلول کاستیک) و پس از شستشو در آب در settler برای جداسازی محلول کاستیک carry over شده احتمالی در فرایند استخراج به سمت sand filter جهت فیلتر شدن هدایت می‌گردد. بعد از آبگیری و خشک‌کردن که در یک بستر پر از ذرات مولکولی انجام می‌شود، گاز فیلتر شده و جهت ذخیره‌سازی به سمت واحد ۱۴۸ هدایت می‌گردد. درصورتی‌که بوتان محصول واحد دارای کیفیت مناسبی جهت ذخیره‌سازی نباشد از طریق یک پمپ به واحد ۱۰۶ ارسال‌شده و به خط سراسری گاز می‌پیوندد.
دیاگرام جریان بخش‌های استخراج در شکل (۲-۱) ارائه‌شده است:
شکل ۲-۱- دیاگرام جریان بخش استخراج
۲-۲-۳- شرح فرایند واحد احیا کاستیک
کاستیک خروجی از واحدهای ۱۱۴ و ۱۱۵ که کاستیک سنگین نامیده می‌شود بعد از مخلوط شدن با یکدیگر خوراک واحد ۱۱۳ را تشکیل می‌دهند. کاستیکی که در این واحد احیا می‌شود کاستیک % ۱۵ وزنی بوده که برای تصفیه و بازیابی آن از اکسیداسیون در مجاورت کاتالیست مایع و هوا استفاده می‌شود که باعث تبدیل‌شدن مرکاپتان‌های محلول در کاستیک به DSO یا دی‌سولفاید و آب می‌شود.
البته این واکنش که با تزریق هوا در اکسیدایزر انجام می‌شود در مجاورت کاتالیستی با نام تجاری LCPS30 می‌باشد. بعد از واکنش به‌وسیله یک جداساز می‌توانیم دی‌سولفاید و کاستیک سبک را از یکدیگر جدا کنیم. دی‌سولفاید با دانسیته پایین‌تر از بالای جداکننده به واحد ۱۴۶ برای ذخیره‌سازی فرستاده می‌شود و جهت استفاده در بعضی از کارگاه‌های شیمیایی به کار می‌رود. کاستیک سبک توسط بوتان شسته شده تا اگر ترکیبات مرکاپتان اضافی همراه آن باشد وارد فاز بوتان شده و کاستیک با غلظت مناسب و بالاتر از % ۱۵ به سمت واحد ۱۱۴ و ۱۱۵ هدایت می‌شود. همچنین هوای اضافی و جداشده از کاستیک سبک که Spend Air نامیده می‌شود از بالای جداساز دی‌سولفاید جداشده و به سمت واحد ۱۲۱ هدایت می‌گردد.
دیاگرام جریان بخش احیاء سود در شکل (۲-۲) ارائه‌شده است:
شکل ۲-۲- دیاگرام جریان بخش احیاء سود
۲-۳- واکنش‌های فرایند مرکاپتان‌زدایی توسط سود
واکنش‌های فرایند مرکاپتان‌زدایی توسط سود به دو دسته اصلی و فرعی تقسیم‌بندی می‌شوند که در ادامه آورده شده‌اند.
۲-۳-۱- واکنش‌های اصلی
واکنش کلی به‌صورت زیر می‌باشد:
۲RSH + O2 → RSSR + H2O (2-1)
