اختلاط مواد حذف‌کنندهٔ H2S برای واکنش انتقال فاز
سولفید هیدروژن (H2S) گازی بی‌رنگ است که در نفت خام و گاز طبیعی وجود دارد. H2S سمی، خورنده، قابل‌اشتعال و انفجارپذیر است. این ماده را می‌توان با استفاده از مواد حذف‌کننده، گوگردزدایی هیدروژنی، فیلتراسیون با کربن فعال یا واکنش با اکسید آهن از نفت و گاز حذف کرد. راکتورهای فراصوتی Hielscher واکنش انتقال فاز را با مواد حذف‌کنندهٔ H2S تسهیل می‌کنند.
مواد حذف‌کننده برای حذف سولفید هیدروژن (H2S) از نفت خام
یکی از روش‌های رایج حذف سولفید هیدروژن، جداسازی آن با مواد حذف‌کننده‌ای مانند ترکیبات تری‌آزین است. هگزاهیدرو-1,3,5-تریس(هیدروکسی‌اتیل)-s-تری‌آزین (که با نام تری‌آزین MEA یا HHTT نیز شناخته می‌شود) یک افزودنی بر پایهٔ تری‌آزین است. این ترکیب حذف‌کنندهٔ محلول در آب، در لایهٔ مرزی فاز خود با H2S موجود در فاز نفتی پیرامون واکنش می‌دهد و مونو‌اتانول‌آمین (MEA) و دی‌تیازین تولید می‌کند. این یک واکنش انتقال فاز است و به اختلاط دقیق و پیشرفته با فاز نفتی نیاز دارد. بدون اختلاط مناسب، افزودنی‌های بر پایهٔ تری‌آزین اغلب بیش از مقدار موردنیاز مصرف می‌شوند. این مقدار اضافی و محصولات جانبی واکنش حذف سولفید هیدروژن، موجب خوردگی و رسوب‌گرفتگی در تجهیزات پایین‌دستی می‌شوند.
تماس بیشتر با قطرات کوچک‌تر
میکسرهای فراصوتی Hielscher سینتیک واکنش انتقال فاز را در سامانه‌های دوفازی مایع–مایع بهبود می‌دهند. کاویتاسیون فراصوتی برش هیدرولیکی شدیدی ایجاد می‌کند و ترکیب حذف‌کننده را به قطراتی با ابعاد زیرمیکرونی و نانومتری تبدیل می‌کند. این کاهش قطر قطرات، سطح تماس بین مادهٔ حذف‌کننده و فاز نفتی را افزایش می‌دهد و سینتیک واکنش را بهبود می‌بخشد. با استفاده از فراصوت، می‌توان درصد حجمی ترکیب حذف‌کننده را کاهش داد، زیرا امولسیون‌های ریزتر برای ایجاد همان سطح تماس با فاز نفتی به حجم کمتری نیاز دارند.
تماس بیشتر با نزدیکی بیشتر
تبدیل ترکیب حذف‌کننده به قطرات کوچک‌تر، تعداد قطرات در هر گالن را نیز افزایش می‌دهد. تعداد بیشتر قطرات باعث کاهش فاصلهٔ بین آن‌ها می‌شود. در نتیجه، مقدار بیشتری از نفت در نزدیکی یک قطرهٔ مادهٔ حذف‌کننده قرار می‌گیرد.
غلظت پایین مادهٔ حذف‌کننده
مقدار مصرف مواد حذف‌کننده معمولاً بر اساس غلظت، بر حسب ppm، گاز H2S در نفت تعیین می‌شود. در نتیجه، ممکن است به ازای هر 1000 لیتر نفت، تنها 1 لیتر ترکیب حذف‌کننده افزوده شود (1:1000). در چنین نسبت حجمی پایینی، از نظر هزینه به‌صرفه‌تر است که ابتدا یک جریان مادر با نسبت حجمی بالاتر (مثلاً 1:10) تولید شود. به این ترتیب، قطرات کوچک مادهٔ حذف‌کننده به‌صورت معلق در فاز نفتی ایجاد می‌شوند و سپس می‌توان این مخلوط را در مرحلهٔ دوم تا نسبت حجمی نهایی موردنیاز رقیق کرد.
ظرفیت راکتور فراصوتی
| حجم هر بچ | دبی | دستگاه‌های پیشنهادی |
|---|---|---|
| 5 تا 200mL | 50 تا 500mL/min | UP200Ht, UP400S |
| 0٫1 تا 2L | 0٫25 تا 2m3/hr | UIP1000hd, UIP2000hd |
| 0٫4 تا 10L | 1 تا 8m3/hr | UIP4000 |
| قابل‌اعمال نیست | 4 تا 30m3/hr | UIP16000 |
| قابل‌اعمال نیست | بیش از 30m3/hr | مجموعه‌ای از UIP10000 یا UIP16000 |
سامانهٔ اختلاط فراصوتی – 2 خط، هرکدام با 6x10kW (با ظرفیت 2x120m3/hr)
نام‌های مترادف هگزاهیدرو-1,3,5-تریس(هیدروکسی‌اتیل)-s-تری‌آزین
eta75, actane, Trizin, KM 200, Roksol, grotanb, grotanbk, kalpurte, Cobate C, busan1060, MEA, HHTT
سونیکاتور UIP4000hdT برای امولسیون‌سازی درون‌خطی مواد حذف‌کننده