ערבול חומרים קושרי H2S לתגובה במעבר בין פאזות
מימן גופרי (H2S) הוא גז חסר צבע המצוי בנפט גולמי ובגז טבעי. H2S הוא רעיל, מאכל, דליק ונפיץ. ניתן להסירו מנפט ומגז באמצעות חומרים קושרים, הידרודסולפוריזציה, סינון בפחם פעיל או תגובה עם תחמוצת ברזל. כורים אולטרסוניים של Hielscher מסייעים לתגובה במעבר בין פאזות עם חומרים קושרי H2S.
חומרים קושרים להסרת מימן גופרי (H2S) מנפט גולמי
שיטה נפוצה להסרת מימן גופרי היא הפרדה בסטריפינג באמצעות חומרים קושרים, כגון תרכובות טריאזין. Hexahydro-1,3,5-tris(hydroxyethyl)-s-triazine (המוכר גם כטריאזין MEA או HHTT) הוא תוסף המבוסס על טריאזין. תרכובת קושרת זו, המסיסה במים, מגיבה עם H2S מפאזת הנפט הסובבת, בשכבת הגבול שבין הפאזות, ליצירת מונואתנולאמין (MEA) ודיתיאזין. זוהי תגובה במעבר בין פאזות, והיא דורשת ערבול/ערבוב מתקדם עם פאזת הנפט. ללא ערבול נאות, לעיתים קרובות משתמשים בתוספים המבוססים על טריאזין בכמויות העולות על הנדרש. עודף זה ותוצרי הלוואי של תגובת הקשירה עם מימן גופרי גורמים לקורוזיה ולהצטברות משקעים בציוד שבהמשך התהליך.
מגע רב יותר באמצעות טיפות קטנות יותר
מערבלים אולטרסוניים של Hielscher משפרים את קינטיקת התגובה במעבר בין פאזות במערכות של פאזות נוזל–נוזל. קוויטציה אולטרסונית יוצרת כוחות גזירה הידראוליים חזקים ומפרקת את התרכובת הקושרת לטיפות בגודל תת־מיקרוני וננומטרי. הקטנה זו בקוטר הטיפות מגדילה את שטח המגע בין החומר הקושר לפאזת הנפט ומשפרת את קינטיקת התגובה. באמצעות אולטרסאונד, האחוז הנפחי של התרכובת הקושרת יכול להיות נמוך יותר, משום שתחליבים בעלי טיפות עדינות יותר זקוקים לנפח קטן יותר כדי לספק את אותו שטח מגע עם פאזת הנפט.
מגע רב יותר באמצעות קרבה רבה
פירוק התרכובת הקושרת לטיפות קטנות יותר יוצר גם יותר טיפות לגלון. מספר גדול יותר של טיפות מוביל למרחק קטן יותר בין הטיפות הבודדות. לכן, כמות גדולה יותר של נפט נמצאת בקרבה רבה לטיפה של החומר הקושר.
ריכוז נמוך של חומר קושר
מינון החומרים הקושרים נקבע לרוב לפי ריכוזו, ב־ppm, של H2S בנפט. הדבר עשוי להסתכם בהוספת 1 ליטר בלבד של תרכובת קושרת לכל 1000 ליטרים של נפט (1:1000). ביחס נפחי נמוך כל כך, חסכוני יותר ליצור תחילה זרם תרכיז בעל יחס נפחי גבוה יותר (למשל 1:10). כך נוצרות טיפות קטנות של החומר הקושר המרחפות בפאזת הנפט, שאותן ניתן לאחר מכן לדלל בשלב שני עד ליחס הנפחי הסופי הנדרש.
קיבולת הכור האולטרסוני
| נפח אצווה | ספיקת זרימה | מכשירים מומלצים |
|---|---|---|
| 5 עד 200mL | 50 עד 500mL/min | UP200Ht, UP400S |
| 0.1 עד 2L | 0.25 עד 2m3/hr | UIP1000hd, UIP2000hd |
| 0.4 עד 10L | 1 עד 8m3/hr | UIP4000 |
| n.a. | 4 עד 30m3/hr | UIP16000 |
| n.a. | מעל 30m3/hr | מערך של UIP10000 או UIP16000 |
מערכת ערבול אולטרסונית – 2 קווים של 6x10kW (בקיבולת של 2x120m3/hr)
שמות נרדפים ל־Hexahydro-1,3,5-tris(hydroxyethyl)-s-triazine
eta75, actane, Trizin, KM 200, Roksol, grotanb, grotanbk, kalpurte, Cobate C, busan1060, MEA, HHTT
מכשיר אולטרסוני UIP4000hdT לתחלוב חומרים קושרים בקו הזרימה