اندازه گیری آمین ها، مزاحمت های آنیونی و اسیدهای آلی در صنعت نفت و گاز

در فرایند درمان گاز ترش ، از محلول های آمین متنوعی جهت حذف ترکیبات اسیدی سولفید هیدروژن ( H۲S ) و دی اکسیدکربن ( CO۲ ) استفاده می گردد. این ترکیبات اسیدی توسط محلول آمین جذب گردیده و در حین فرایند احیا شدن از سطح آمین جدا شده و عریان سازی انجام می پذیرد. آنیون های دیگر با تشکیل نمک های با پایداری حرارتی (HSS) با آمین ها پیوند برقرار نموده و باعث می شوند که فرایند احیای آمین ها صورت نپذیرد. HSS همچنین از محصولات جانبی حاصل از انحطاط آمین ها (مانند اسیدهای آلی) تشکیل می گردد که سبب افزایش خوردگی می گردد. بنابراین تعیین مقدار این مزاحمت ها در محلول های آمین بسیار مهم و حائز اهمیت می باشد. با استفاده از کروماتوگرافی یونی اندازه گیری تمام این آنیون ها و اسیدهای آلی مورد نظر امکان پذیر می باشد.

آمین ها پیوند برقرار نموده

اندازه گیری آمین ها، مزاحمت های آنیونی و اسیدهای آلی در صنعت نفت و گاز" src=" https://cdn.akairan.com/akairan/aka/images/a-da/da1/S-167.jpg" alt="اندازه گیری آمین ها، مزاحمت های آنیونی و اسیدهای آلی در صنعت نفت و گاز" />

>

● مقدمه

گاز طبیعی در بردارنده ترکیبات اسیدی از جمله سولفید هیدروژن ( H۲S ) و دی اکسیدکربن ( CO۲ ) می باشد. از آن جایی که وجود این قبیل ترکیبات اسیدی موجود در گاز ترش ( Sour gas) سبب خاصیت خورندگی می شوند باید قبل از ورود گاز طبیعی به خطوط لوله از حذف شدن آن ها اطمینان حاصل نمود(۱). این عمل معمولا" با استفاده از محلول های آبی آلکانول آمین از قبیل مونو اتانول آمین ( MEA )، دی اتانول آمین ( DEA ) و متیل دی اتانول آمین ( MDEA ) به عنوان محلول نظیف کننده ( Scrubber Solution ) با حذف ترکیبات اسیدی سولفید هیدروژن و دی اکسید کربن از گاز طبیعی جهت شیرین کردن گاز ترش صورت می پذیرد. گازهای جذب شده بر روی آمین از محلول آمین جدا شده به طوری که می توان از محلول آمین مجددا" استفاده نمود. مزاحمت های آنیونی (مانند کلرید، نیترات و ...) و نیز محصولات جانبی حاصل از انحطاط آمین ( مانند اسیدهای آلی ) با تشکیل نمک های با پایداری حرارتی (( HSS ) Heat Stable Salts )) با آمین باعث غیر فعال کردن و محدود کردن توانایی آمین ها گشته و از احیای مجدد آن ها جلوگیری می نمایند. بنابراین اندازه گیری میزان آنیون ها و اسیدهای آلی در این محلول ها به صورت منظم از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد. به منظور کاهش این مشکل در حین درمان گاز ترش، میزان HSS باید به حداقل مقدار خود رسیده و از میزان ۱۰% غلظت کل آمین تجاوز ننماید(۳,۲). هنگامی که غلظت هر یک از این HSS ها از ۵۰۰ppm تجاوز نماید مشکلات عمده ای در واحد درمان گاز ترش ایجاد خواهد گردید که منجر به غیر فعال نمودن مقدار آمین پایه و افزایش سرعت خوردگی خواهد شد(۴).

روش های تجزیه ای جهت تعیین کیفیت آمین ها بر پایه روش های متفاوتی بنا نهاده شده است. روش های پیشنهادی شامل اندازه گیری pH ، غلظت آمین ها، ذرات معلق، هیدروکربن های مایع، کلرید، آهن، HSS و میزان گاز اسیدی می باشد(۳). کروماتوگرافی یونی به عنوان یک روش مناسب جهت اندازه گیری میزان آمین ها و نیز تعیین مقدار آنیون های معدنی و اسیدهای آلی در محلول آمین مورد استفاده قرار می گیرد.

● بخش تجربی

▪ دستگاهوری

از سیستم کروماتوگرافی یونی مدولار پیشرفته Metrohm جهت آنالیز آمین ها، کاتیون ها، مزاحمت های آنیونی و اسیدهای آلی می توان استفاده نمود که شامل آشکارساز هدایت سنجی مدل ۸۱۹، پمپ کروماتوگرافی یونی دو پیستونه ۸۱۸، نمونه بردار خودکار ۸۳۳، مرکز جداسازی کروماتوگرافی یونی ۸۲۰، مدول فرونشاننده ۸۳۳ Metrohm، مدول فرونشاننده دی اکسیدکربن ۸۵۳ و نرم افزار IC Net ۲.۳ می باشد. در شکل ۱ نمایی از سیستم کروماتوگرافی یونی مدولار پیشرفته Metrohm نشان داده شده است. از ستونهای جداسازی متفاوتی جهت اندازه گیری آمین ها/کاتیون ها، آنیون ها و اسیدهای آلی استفاده می شود که در جدول ۱ آورده شده است.

▪ معرف ها

معرف های استفاده شده جهت تهیه حلال به منظور آنالیز آمین ها و کاتیون ها شامل تارتاریک اسید، دی پیکولینیک اسید و ( ۱۸ Crown ۶ )می باشد. از مخلوطی از اسید سولفوریک و استن به منظور تهیه حلال جهت آنالیز اسیدهای آلی استفاده می گردد. همچنین جهت جداسازی و آنالیز نمونه های آنیونی مزاحم در محلول های نظیف کننده از مخلوط کربنات سدیم، هیدروکسید سدیم،محلول های نظیف کننده از مخلوط کربنات سدیم، هیدروکسید سدیم، p سیانوفنل و استن به عنوان حلال استفاده شده است. از آب دیونیزه ( با مقاومت ۱۸ مگا اهم ) جهت تهیه حلال استفاده می گردد.

▪ استانداردهای کالیبراسیون

محلول استاندارد ۱۰۰۰ppm هر یک از آمین ها، کاتیون ها، آنیون ها و اسیدهای آلی با حل کردن میزان لازم از محلول های غلیظ و نمک های مربوطه در آب دیونیزه تهیه می گردد. استانداردهای ۱۰۰۰ppm در صورت نگهداری در دمای ۴ درجه سانتی گراد تا یک ماه پایدار می مانند. مخلوط استانداردهای تهیه شده جهت کالیبراسیون از محلول های استاندارد ۱۰۰۰ppm آن ها با رقیق کردن با آب دیونیزه تهیه می گردند. ارزیابی از طریق منحنی کالیبراسیون صورت می گیرد.

▪ شرایط کروماتوگرافی یونی

در جدول ۱ شرایط آزمایش جهت اندازه گیری آمین ها، کاتیون ها، آنیون ها و اسیدهای آلی نشان داده شده است.
جدول شرایط کروماتوگرافی یونی جهت اندازه‌گیری آمین‌ها، کاتیون‌ها، آنیون‌ها و اسیدهای آلی

جدول شرایط کروماتوگرافی یونی جهت اندازه‌گیری آمین‌ها، کاتیون‌ها، آنیون‌ها و اسیدهای آلی

▪ آماده سازی نمونه

در مورد ماتریس های با غلظت بالای آمین، نمونه ها باید با آب دیونیزه ( با مقاومت ۱۸ مگا اهم ) رقیق گردیده به طوری که از محدوده ظرفیت ستون تجاوز نکرده و نیز غلظت گونه ها در محدوده نقاط کالیبراسیون قرار بگیرند. تمام نمونه ها باید از طریق فیلتر ۴۵/۰ میکرون فیلتر گردند.

● بحث و نتیجه گیری

جداسازی نوعی نمونه استاندارد کاتیون های تک ظرفیتی، دو ظرفیتی و چهار آمین مورد نظر در شکل ۲ نشان داده شده است تحت شرایط قید شده در جدول ۱ جداسازی خوبی بین MDEA ,DEA ,MEA وتری اتانول آمین (TEA) صورت می گیرد که باعث آسان شدن آنالیز مارتریس هایی با میزان غلظت بالای آمین می گردد.

در شکل ۳ جداسازی آنیون های کلرید، برمید، نیترات، سولفیت، سولفات، اگزالات، فسفات، تیوسولفات و تیوسیانات در محلول های نظیف کننده با استفاده از ستون Metrosep A Supp ۵ ۲۵۰ همراه با پیش ستون
جداسازی نوعی نمونه استاندارد آمین‌ها و کاتیون‌ها با آشکارساز هدایت سنجی
جداسازی نوعی نمونه استاندارد آمین‌ها و کاتیون‌ها با آشکارساز هدایت سنجی

Metrosep A Supp ۴/۵ Guard Column آشکارساز هدایت سنجی مشاهده می گردد. نمونه بعد از فیلتر شدن به نسبت ۱:۱۰ با فرمالدئید ۰۰۳۶۵/۰ درصد رقیق می شود. از آن جایی که نمونه رقیق شده به سرعت تجزیه می گردد آنالیز به طور مستقیم بعد از رقیق سازی انجام می پذیرد.

اندازه گیری اسید گلیکولیک، اسید فرمیک، اسید استیک و اسید کربنیک با استفاده از ستون MetrosepMetrosep organic acids با فرونشانی شیمیایی و آشکارسازی هدایت سنجی در شکل ۴ نشان داده شده است. نمونه به نسبت ۱:۱۰ با آب فوق خالص رقیق می گردد. جهت خنثی کردن نمونه و حذف کاتیون های دو ظرفیتی، نمونه از طریق H Cartridge عبور داده می شود. آب فوق خالص مورد استفاده جهت تهیه حلال و استانداردها باید با دقت گاز زدایی گردد.

به منظور جلوگیری از جذب کربنات در حین آنالیز، حلال به صورت منظم با هلیم گاز زدایی می گردد. همچنین دقت کافی در حین تهیه استانداردها در مقابل عدم جذب کربنات باید اعمال گردد. افزایش استن ۵ درصد به حلال منجر به ایجاد پیک سیستم استن می گردد که با پیک مربوط به کربنات هم شویشی و هم پوشانی دارد که می توان با حذف استن از حلال این مشکل را برطرف نمود.


ویرایش و تلخیص:آکاایران


شما احتمالا با جستجوی کلمات زیر وارد مقاله شده اید چنانچه مطلب مرتبط با جستجوی شما نبوده همان کلمه را در جستجوی سایت وارد کنید

منحنی کالیبراسیون در شیمی چیست , جدول کاتین های چند اتمی , انواع معرف های ph مواد , جدا کردن یون های آب , صنعت معنوی

گردآوری توسط بخش مقالات صنایع سایت آکاایران

Notice: Undefined index: mobile in /home/akairan/domains/akairan.com/public_html/elmi/includes/content.php on line 335
تبلیغات