Trộn chất loại bỏ H2S cho phản ứng chuyển pha

Hydro sulfua (H₂S) là một chất khí không màu có trong dầu thô và khí tự nhiên. H₂S có độc tính, tính ăn mòn, dễ cháy và dễ nổ. Chất này có thể được loại bỏ khỏi dầu và khí bằng các chất loại bỏ chuyên dụng, quá trình khử lưu huỳnh bằng hydro, lọc bằng than hoạt tính hoặc phản ứng với oxit sắt. Các thiết bị phản ứng siêu âm Hielscher hỗ trợ phản ứng chuyển pha với các chất loại bỏ H₂S.

Chất loại bỏ hydro sulfua (H₂S) khỏi dầu thô

Một phương pháp thường được sử dụng để loại bỏ hydro sulfua là tách bằng các chất loại bỏ chuyên dụng, chẳng hạn như các hợp chất triazine. Hexahydro-1,3,5-tris(hydroxyethyl)-s-triazine (còn được gọi là MEA triazine hoặc HHTT) là một phụ gia gốc triazine. Hợp chất loại bỏ này tan trong nước và phản ứng với H₂S từ pha dầu xung quanh tại lớp ranh giới pha của nó, tạo thành monoethanolamine (MEA) và dithiazine. Đây là phản ứng chuyển pha và đòi hỏi quá trình trộn/phối trộn được kiểm soát kỹ lưỡng với pha dầu. Khi không được trộn đúng cách, các phụ gia gốc triazine thường được sử dụng vượt quá mức cần thiết. Lượng dư này cùng các sản phẩm phụ của phản ứng loại bỏ hydro sulfua gây ăn mòn và đóng cặn trong các thiết bị phía sau.

Tăng tiếp xúc nhờ các giọt nhỏ hơn

Các thiết bị trộn siêu âm Hielscher cải thiện động học phản ứng chuyển pha trong các hệ pha lỏng–lỏng. Hiện tượng xâm thực siêu âm tạo ra lực cắt thủy động lớn và chia nhỏ hợp chất loại bỏ thành các giọt có kích thước dưới micromet và nanomet. Việc giảm đường kính giọt này làm tăng diện tích tiếp xúc giữa chất loại bỏ và pha dầu, đồng thời cải thiện động học phản ứng. Khi sử dụng siêu âm, tỷ lệ phần trăm thể tích của hợp chất loại bỏ có thể thấp hơn vì các nhũ tương mịn hơn cần thể tích ít hơn để tạo ra cùng diện tích tiếp xúc với pha dầu.

Tăng tiếp xúc nhờ khoảng cách gần hơn

Việc chia nhỏ hợp chất loại bỏ thành các giọt nhỏ hơn cũng tạo ra nhiều giọt hơn trên mỗi galông. Số lượng giọt lớn hơn dẫn đến khoảng cách giữa các giọt riêng lẻ nhỏ hơn. Do đó, nhiều dầu hơn nằm gần một giọt chất loại bỏ.

Nồng độ chất loại bỏ thấp

Liều lượng chất loại bỏ thường được xác định theo nồng độ ppm của H₂S trong dầu. Điều này có thể dẫn đến lượng hợp chất loại bỏ được bổ sung chỉ ở mức 1 lít trên mỗi 1000 lít dầu (1:1000). Với tỷ lệ thể tích thấp như vậy, việc tạo trước một dòng hỗn hợp đậm đặc có tỷ lệ thể tích cao hơn (ví dụ: 1:10) sẽ tiết kiệm chi phí hơn. Cách này tạo ra các giọt chất loại bỏ nhỏ lơ lửng trong pha dầu, sau đó có thể được pha loãng ở giai đoạn thứ hai để đạt tỷ lệ thể tích cuối cùng theo yêu cầu.

Năng suất thiết bị phản ứng siêu âm

Hệ thống trộn siêu âm – 2 nhánh gồm 6x10kW mỗi nhánh (với năng suất 2x120m³/hr)

Các tên đồng nghĩa của Hexahydro-1,3,5-tris(hydroxyethyl)-s-triazine
eta75, actane, Trizin, KM 200, Roksol, grotanb, grotanbk, kalpurte, Cobate C, busan1060, MEA, HHTT