واحد ۱۰۱ : شیرین سازی گاز

این واحد تحت عنوان های مختلفی همچون MDEA، عملیات گازی، شیرین سازی و غیره نامگذاری گردیده و بطور کلی در هر Train موجود بوده(Train در اصل به معنی ترن یا قطار بوده وبه علت اینکه واحدها در آن پشت سرهم قرار دارند گفته می شود ) وازآنجا که در فازهای ۲ و ۳، چهار Train وجود دارد لذا تعداد چهار واحد شیرین سازی دراین دو فاز موجود است. به عبارت دیگر چنانکه قبلاً ذکر گردید فاز دو شامل ترین های ۱ و ۲ و فاز۳ شامل ترین های ۳ و۴ می باشد و از آنجا که درهر Train یک واحد شیرین سازی نصب گردیده ، لذا واحد شیرین سازی در ترین ۱ را بنام ۱۰۱، واحد شیرین سازی در ترین ۲ را بنام ۲۰۱ و به همین صورت واحدهای شیرین سازی ترین های ۳ و ۴ را بنام ۳۰۱ و ۴۰۱ نامگذاری کرده.اند. هدف اصلی از ایجاد این واحد زدودن گاز سولفید هیدروژن (H₂S) از گاز ترش و نم دار ورودی که بصورت ترکیب با گاز اصلی از واحد ۱۰۰ و گازهایی که از واحدCondensate.Stabilisation توسط کمپرسورهایOff.Gas متراکم شده وبه ترین ها میرسد، توسط آمین MDEA میباشد.همانطورکه می دانیم گاز طبیعی شامل ترکیباتی نظیر H₂S ، CO₂ و مرکاپتان بوده که قبل از صدور باید از گاز اصلی زدوده شوند. در این واحد توسط نوعی آمین بنام MDEA (متیل-دی-اتانول-آمین) برای زدودن گازH₂S استفاده می گردد. از مشخصات اصلی این ماده آن است که در انتخاب جذب دو ماده H2S و CO2 بطور مؤثر جاذب H2S بوده هر چند که خاصیت انتخابی گاز CO₂ را نیز دارا بوده و مقداری از آنرا جذب می.کند. لیکن از آنجا که معمولاً این ماده شیمیایی همراه با نوعی ماده تجاری با فرمول شیمیایی (مخفی) می باشد ، قدرت انتخاب بالاتری در برابر جذب گاز H₂S دارد. آمین اصلی و تمیز  را  بنام lean.Amine نامگذاری نموده که بعد از جذب H₂S آنرا بنام آمین غنی یا Rich.Amine می شناسیم.  لذا این واحد علاوه بر برج جذب آمین(Amine.Absorber) باید شامل یک برج احیاء آمین یا Amine.Regenerator باشد تا دوباره آمین غنی شده را تبدیل به آمین تمیز کرده و در سیکل استفاده نماید.
در این واحد گاز ترش Acid.Gas خروجی از Reflux.Drum به واحد ۱۰۸ یا S.R.U فرستاده شده تا بعنوان یک By-Product و همچنین جلوگیری از آلودگی محیط زیست ، گوگرد آن را جداساخته و درصد کمی از گاز که اسیدی می باشد را در آشغال سوزها می سوزانند.
گاز ترش ورودی از  HP Separators با فشار و دمایی برابر با Barg2/69 و ۲۴ درجه سانتیگراد وارد ظرف جمع کننده مایعات  می شودتا پس از برخورد با High Effeciency Distributor و عبور از مش یا Dimister Pads بالایی درام قطرات ریز محلول در گاز در پایین درام جمع آوری شده و در صورت بالا رفتن تدریجی سطح هیدروکربن(Condensate level) توسطLV0006 به واحد تثبیت مایعات گازی فرستاده میشود. سپس گاز خروجی وارد یک فیلتر جاذب کوالیسر می شود که پس از برجای گزاردن بیشتر قطرات همراه با دمایی در حدود^۰C 24 و از پایین برج جذب آمین واردآن می شود. در این برج  که از نوع برجهای سینی دار بوده دارای۳۰ عدد سینی می باشد ،گاز از پایین و آمین تمیز Lean Amine  از بالا روی سینی سی ام و با دمایی در حدود  ۴۲ درجه سانتیگراد وارد شده و بصورت دو جریان مخالف الجهت Counter Current با هم تماس یافته که در نهایت گاز شیرین از بالای برج خارج شده و وارد درام گیرنده مایعات به نام Treated Gas K.O.Drum شده و از آنجا جهت عملیات بعدی وارد واحد نم زدایی (۱۰۴) از طریق عبور از قسمتی از واحد (۱۰۵) می گردد. آمین خروجی از کف برج Rich Amine نیز بنام آمین کثیف تحت شیرکنترل سطح LV0026 بطرف Flash Drum  فرستاده می شود تا با افت فشار ۷Bar  باعث جداسازی گاز ترش از آمین گردد. این Flash Drum همچنین شامل یک برج عمودی بنام Fuel Gas Absorber  که در واقع روی قسمت پایین Flash Drum نصب شده و در آن گاز ترش متصاعد شده از Flash Drum توسط یک لاین آمین تمیز که از خروجی پمپ های آمین Amine Pumps ) (Hp آورده می شود، تصفیه شده و درنهایت تحت عنوان Fuel Gas به واحد ۱۲۲ ارسال میگردد.
آمین غنی شده و خروجی از Flash.Drum سپس وارد مبدل های آمین /آمین  شود که تعداد آنها سه عدد بوده و در آنها جریان های آمین تمیز و داغ خروجی از برج احیاء با آمین کثیف و ورودی به برج احیاء بصورت جریان های مخالف تحت تماس قرار می گیرند.
Rich.Amine سپس با دمای ۱۱۰درجه سانتیگراد از بالا وارد برج احیاء آمین می گردد. این برج نیز از نوع سینی دار بوده ودارای۲۴ سینی می باشدکه آمین ورودی به روی سینی بیست و سوم تزریق می گردد. دمای کاری این برج بین  ۱۱۱درجه در بالای برج و  ۱۳۲ درجه سانتیگراد در انتهای برج بوده که کنترل دما در آن توسط بخارات ورودی از ریبویلر صورت می گیرد. آمین تمیز شده از کف برج احیاء با دمایی حدود  ۱۳۲درجه سانتیگراد وارد مبدلهای آمین/آمین شده تا ضمن بالا بردن دمای آمین غنی شده (Rich) خود سر شده و بالاخره پس از عبور از کولرهای آبی (Trim.Coolers)با دمایی برابر با  ۴۵درجه سانتیگراد و تحت کنترل سطح وارد تانک آمین به نام Amine Surge Tank می گردد .
مقداری از آمین جمع آوری شده در برج احیاء نیز پس از جمع آوری در قسمتی از پایین برج بنامDraw.Off.Boxوارد (Reboiler) شده و پس از برخورد با بخار کم فشار (LP Steam) باعث جدا ساختن گازهای اسیدی از آمین گردیده که این گازها پس از پیوستن به گازهای اسیدی دیگر در همین برج از بالای برج احیاء ابتدا وارد یک خنک کننده هوایی گردیده و سپس وارد رفلاکس درام می گردند. در این ظرف بخارات سرد شده پس از عبور از کولر هوایی بدلیل افت فشار از بالای  Reflux Drum و پس از گذشتن از یک سری Mesh و تحت کنترلPV0081B به سمت واحد ۱۰۸ (S.R.U) ارسال می شوند. مایعات جمع شده درکف این درام نیز تحت عنوان Reflux که شامل آمین هستند توسط پمپ های Reflux به قسمت بالایی برج احیاء آمین (روی سینی ۲۴)برگشت داده می شوند تا به نوعی دمای بالای برج را نیز کنترل کرده باشد.
آمین تمیز جمع  آوری شده در تانک آمین پس از گرفتن تلاطم و تزریق آنتی فوم به ورودی پمپ های فشار قوی آمین توسط دو عدد پمپ سانترفیوژ به قسمت بالای برج جذب آمین ریخته می شود. در لاین ورودی پمپ ها چنانچه شرح داده شد یک Packageتزریق آنتی فوم داریم که شامل یک مخزن آنتی فوم همراه با یک لرزشگر (Agitator)، دو عدد پمپ الکتریکالی که بصورت متناوب باعث تزریق آنتی فوم برای جلوگیری از پدیده کف کردگی (Foaming) به آمین ورودی به برج جذب اضافه می گردد و یک عدد پمپ هوای فشرده (نئوماتیک) به نامShock pump  برای زمانی که بخواهند حجم زیادی پمپ شده و وارد برج شود در نظر گرفته شده است(پدیده کف کردگی توضیح داده خواهد  شد) .
در این واحد همچنین یک Package فیلتراسیون آمین داریم که کار تصفیه آمین را انجام می دهدو برای گرفتن ذرات جامد وهیدروکربن های نامحلول می باشد. بدین صورت که آمین خروجی از تانک توسط پمپ به سمت Packageفرستاده می شود و در ابتدا وارد Precoat.Filter می گردد. در این فیلتر کیکی از مخلوط آمین و ماده شیمیایی تحت عنوان Precoat تشکیل می شود (لازم به توضیح است که بسته های آنرا در Site تحت عنوان Rehofix می نامیدیم) که ماده شیمیایی ما قبلاً در مخزن تهیه آماده گردیده و توسط پمپ  در این فیلتر شارژ می گردد لازم به ذکر است که این فیلتر نیازی به شستن با آب را ندارد بلکه بعد از آنکه اشباع شد کیک آن از زیر فیلتر به ظرف مخصوصی دفع می گردد.
در این فیلتر(Precoat.filter)همچنین کیک تشکیل شده طوری است که باعث گرفتن ذرات احتمالی جامد مانند سولفیدآهن و.. موجود در آمین می شودو قسمتی از آمین(۵%) خروجی در ادامه وارد یک فیلتر کربنی بنام Charcoal.filterشده که ذرات هیدروکربنی آن گرفته شود تا باعث فومینگ در برج جذب نشودوپس از آن وارد یک فیلتر کارتریجی میگرددتا ذرات بالای یک میکرونی آن نیز گرفته شود که عمدتا شامل ذرات خود کربن اکتیو می باشد و پس از یکی شدن وارد تانک آمین می گردند.
گاز خروجی از واحد شیرین سازی باید دارای مشخصات زیر باشد:
میزان H₂S حدود ppm 3 حجمی،
میزان CO₂ موجود در گاز حدود ۲ درصد مولی، مقدار CO₂ موجود در گاز باید حداکثر مقدار تعیین شده را دارا باشد، تا غلظت H₂S ارسالی به واحد گوگرد حداکثر مقدار ممکن را داشته باشد.
میزان مرکاپتان موجود در گاز شیرین شده باید حدود mg / m³ 15 باشد.
از جمله پدیده هایی که ممکن است در برجهای جذب روی دهد پدیده Foaming می باشد که عوامل زیر باعث ایجاد آن می شوند :
ذرات جامد در خود گاز ورودی و یا آمین ورودی به برج که درFeed Gas k.o.drum گرفته می شوند.
ذرات هیدروکربن همراه گاز که در فیلتر کوالیسیر گرفته می شوند.
پایین بودن دمای آمین وگاز ورودی به برج
این پدیده تاثیرات و تغییرات زیادی در روند پروسس ایجاد می کند که علائم این پدیده عبارت است از :
اختلاف فشار برج جذب آمین
افزایش Level در ته Sweeted Gas k.o.drum
کاهش Level در ته خود برج جذب آمین
افزایش دمای گاز خروجی از برج جذب آمین
افزایش مقدارH2S در گاز خروجی از برج و کاهش جذب آن
برای جلوگیری از بروز این پدیده در برج به صورت متناوب توسط یک پمپ رفت و برگشتی الکترکالی مقدار ۵/۳ لیتر بر ساعت آنتی فوم Anti foam به ورودی پمپ های آمین تزریق می شود و زمانی که نیاز فوری به تزریق مقدار بیشتری آنتی فوم داشته باشیم از یک پمپ نئوماتیکی دیگری بنام Shock pump استفاده می کنیم .
وجود هیدروکربن در داخل برج آنچنانکه گفته شد باعث Foaming می شود وچون در روی آمین شناور است لذا در ته برج و در روی سینی ها جمع شده و از روند انتقال جرم کاسته و مقداری از آن همراه آمین کثیف Rich amine به داخل Flash drum منتقل می شود و هیدروکربنهای سبک آن Flushمی شوند و این هیدروکربن ها در این درام باعث نوسان در مقدار Fuel Gas   خروجی می گردند پس باید به هر طریق که شده هیدروکربنها را از برج و فلاش درام خارج کرد و برای این کار باید Skimming را انجام داد ، در ته برج جذب و همچنین در فلاش درام قسمت مخصوصی وجوددارد که خالی می باشد و برای اینکه سطح مایع ته برج به آن برسد اتاق کنترل بوسیله Lv0026 ,  Lv0041 سطح مایع را بالا برده و تا هیروکربن های شناور روی آمین به داخل آن بریزد در این زمان می تواند بوسیله باز کردن شیر و فرستادن آنها به Skimming pot همه هیروکربن ها را ا ز برج و فلاش درام خارج کرد.
قبل از انجام Skimming باید مقداری Fuel Gas  به Skimming pot جریان داشته باشیم تا به Flare  گازهای همراه آن منتقل شوند و قبل فرستادن سیال به این ظرف باید آنرا خالی کرده تا در گرفتن نمونه آزمایش دقت کافی به عمل آید Skimming pot دارای چند لاین برای گرفتن نمونه آزمایش و LDG می باشد نمونه های گرفته شده اگر دو فازی باشند مشخص می شودکه هیدروکربن در ته برج وجودداشته است  وبرای اطمینان خاطر مقداری به نمونه آب اضافه می کنیم تا اگر همه نمونه هیدروکربن بوده نیز تشکیل دو فاز را بدهد. Skimming pot دارای دو لاین برای Drain  کردن دارد که هیدروکربن ها به Sump  واحد ۱۰۵و آمین به Sump واحد ۱۰۱ فرستاده می شود .

فایل شبیه سازی واحد (۱۰۱)شیرین سازی گاز با MDEA در هایسیس

فایل شبیه سازی واحد (۱۰۱) شیرین سازی گاز با MEA در هایسیس

فایل شبیه سازی واحد (۱۰۱) شیرین سازی گاز با DEA در هایسیس

فایل شبیه سازی واحد شیرین سازی گاز با دی گلیکول امین DGA در هایسیس