H2S-poistoaineiden sekoittaminen faasinsiirtoreaktiota varten
Rikkivety (H2S) on väritön kaasu, jota esiintyy raakaöljyssä ja maakaasussa. H2S on myrkyllistä, syövyttävää, syttyvää ja räjähtävää. Sitä voidaan poistaa öljystä ja kaasusta poistoaineilla, vetykäsittelyyn perustuvalla rikinpoistolla, aktiivihiilisuodatuksella tai reaktiolla rautaoksidin kanssa. Hielscherin ultraäänireaktorit edistävät faasinsiirtoreaktiota H2S-poistoaineiden avulla.
Poistoaineet rikkivedyn (H2S) poistamiseen raakaöljystä
Yleisesti käytetty menetelmä rikkivedyn poistamiseen on strippaus poistoaineilla, kuten triatsiiniyhdisteillä. Heksahydro-1,3,5-tris(hydroksietyyli)-s-triatsiini (tunnetaan myös nimillä MEA-triatsiini ja HHTT) on triatsiinipohjainen lisäaine. Tämä vesiliukoinen poistoyhdiste reagoi ympäröivästä öljyfaasista peräisin olevan H2S:n kanssa faasirajakerroksessaan muodostaen monoetanoliamiinia (MEA) ja ditiatsiinia. Kyseessä on faasinsiirtoreaktio, joka vaatii tehokasta sekoittamista öljyfaasin kanssa. Ilman asianmukaista sekoittamista triatsiinipohjaisia lisäaineita käytetään usein tarvittavaa määrää enemmän. Tämä ylimäärä sekä rikkivedyn poistoreaktion sivutuotteet aiheuttavat korroosiota ja likaantumista prosessin myöhemmissä laitteissa.
Enemmän kosketuspintaa pienemmillä pisaroilla
Hielscherin ultraäänisekoittimet parantavat faasinsiirtoreaktion kinetiikkaa neste–neste-faasijärjestelmissä. Ultraäänikavitaatio tuottaa voimakkaita hydraulisia leikkausvoimia ja hajottaa poistoyhdisteen alle mikrometrin kokoisiksi ja nanokokoisiksi pisaroiksi. Pisaroiden halkaisijan pienentyminen kasvattaa poistoaineen ja öljyfaasin välistä kosketuspintaa ja parantaa reaktiokinetiikkaa. Ultraääntä käytettäessä poistoyhdisteen tilavuusprosentti voi olla pienempi, koska hienojakoisemmat emulsiot tarvitsevat pienemmän tilavuuden saman kosketuspinnan aikaansaamiseksi öljyfaasin kanssa.
Enemmän kosketusta lyhyemmillä etäisyyksillä
Poistoyhdisteen hajottaminen pienemmiksi pisaroiksi tuottaa myös enemmän pisaroita gallonaa kohti. Suurempi pisaramäärä pienentää yksittäisten pisaroiden välistä etäisyyttä. Näin suurempi osa öljystä on poistoainepisaran välittömässä läheisyydessä.
Pieni poistoainepitoisuus
Poistoaineet annostellaan tavallisimmin öljyn H2S-pitoisuuden (ppm) perusteella. Tällöin poistoyhdistettä saatetaan lisätä vain 1 litra 1000 öljylitraa kohti (1:1000). Kun tilavuussuhde on näin pieni, on kustannustehokkaampaa tuottaa ensin päävirta, jonka tilavuussuhde on suurempi (esim. 1:10). Näin muodostuu öljyfaasiin suspendoituneita pieniä poistoainepisaroita, jotka voidaan sitten toisessa vaiheessa laimentaa vaadittuun lopulliseen tilavuussuhteeseen.
Ultraäänireaktorin kapasiteetti
| Erätilavuus | Tilavuusvirta | Suositellut laitteet |
|---|---|---|
| 5–200 mL | 50–500 mL/min | UP200Ht, UP400S |
| 0,1–2 L | 0,25–2 m3/hr | UIP1000hd, UIP2000hd |
| 0,4–10 L | 1–8 m3/hr | UIP4000 |
| n.a. | 4–30 m3/hr | UIP16000 |
| n.a. | yli 30 m3/hr | usean laitteen ryhmä: UIP10000 tai UIP16000 |
Ultraäänisekoitusjärjestelmä – 2 linjaa, joissa kummassakin 6×10 kW (kapasiteetti 2×120 m3/hr)
Heksahydro-1,3,5-tris(hydroksietyyli)-s-triatsiinin synonyymit
eta75, actane, Trizin, KM 200, Roksol, grotanb, grotanbk, kalpurte, Cobate C, busan1060, MEA, HHTT
Ultraäänilaite UIP4000hdT poistoaineiden emulgointiin suoraan prosessivirrassa