مکانیزم حذف دیاکسید کربن و سولفید دیهیدروژن از گاز طبیعی یا همان شیرین‌سازی گاز طبیعی، فرآیندی است که برای بهبود کیفیت گاز استفاده می‌شود. همواره از این روش برای مناسب کردن گاز طبیعی برای حمل و نقل و فروش استفاده می‌شود. این عناصر به دلیل اینکه خاصیت خورندگی و سمی دارند، باید از گاز طبیعی حذف شوند. ما در این مقاله به مکانیزم حذف دیاکسید کربن و سولفید دیهیدروژن از گاز طبیعی می‌پردازیم؛ پس در ادامه با ما همراه باشید تا با فرآیند شیرین‌سازی گاز طبیعی آشنا شوید.
فهرست مطلب
استفاده از پتاسیم کربنات
در حالی که گاز طبیعی ظاهراً هیدروکربنی شناخته می‌شود، حاوی مقادیر زیادی از گازهای اسیدی مانند سولفید دیهیدروژن و دیاکسید کربن است؛ همچنین علاوه بر این، گازهای اسیدی، گاز طبیعی حاوی آلاینده‌های دیگری مانند مرکاپتان‌ها و سولفید کربونیل‌ها نیز است. این در حالی است که ما گازی را گاز شیرین می‌نامیم که فقط دیاکسید کربن داشته باشد و اگر گاز ترش را وارد خطوط گاز طبیعی کنیم، آسیب به شدت بالایی به خطوط جریان گاز طبیعی وارد می‌شود و احتراق این ترکیبات باعث تولید آلاینده‌های خطر ساز و جدی در هوا می‌شود و در نهایت موجب ایجاد و بارش باران اسیدی می‌شود که برای انسان‌ها، حیوانات و گیاهان سمی و کشنده بوده و بسیار خورنده هستند. بنابراین حذف آلاینده‌ها و ترکیبات گوگردی، به همراه حذف دیاکسید کربن، در مکانیزم حذف دیاکسید کربن و سولفید دیهیدروژن از گاز طبیعی بسیار مهم است. از نظر اقتصادی، روش‌های زیادی برای انجام این فرآیند و مکانیزم وجود دارد که ما در این مقاله به آن‌ها می‌پردازیم.
محلول پتاسیم کربنات یک حلال شیمیایی بسیار کاربردی است که برای کاهش دیاکسید کربن از آن استفاده می‌شود. دلایل استفاده از محلول پتاسیم کربنات در مکانیزم حذف دیاکسید کربن و سولفید دیهیدروژن از گاز طبیعی بسیارند؛ اما می‌توان به برخی از آن‌ها، مانند خاصیت پایداری بالا، خاصیت کم سمی بودن، تخریب پذیری کم و همچنین هزینه کم آن اشاره کرد. برای همین دلایل است که از پتاسیم کربنات در بیشتر از ۷۰۰ کارخانه جهان استفاده می‌شود تا دیاکسید کربن و سولفید دیهیدروژن را از جریانات مختلف گازی، مانند گاز شهری و گاز طبیعی بگیرند و آن‌ها را حذف کنند و تبدیل به یک گاز شیرین کنند.
اثرات بسیار خطرناکی که دیاکسید کربن بر روی کره زمین می‌گذارد بسیار است. خطراتی مانند اثرات نامطلوب محیطی، اجتماعی و اقتصادی گرمایش زمین، باعث شده‌اند تا تلاش های بسیار گسترده‌ای برای حذف دیاکسید کربن و دیگر گازهای گلخانه‌ای صورت بگیرد. شاید بدانید که دیاکسید کربن در دمای منفی ۷۰ درجه سانتی‌گر‌اد یخ می‌زند؛ بنابراین دیاکسید کربن باید در فرآیند به درستی از جریان گاز جدا شود. گاز دیاکسید کربن کاربردهای صنعتی بسیاری نیز دارد. برای مثال از گاز دیاکسید کربن در صنایعی مانند نوشابه‌های گازدار، تولید اوره و سنتز متانول استفاده می‌شود که نقش بسیار مهمی را نیز دارد؛ بنابراین حذف گاز کربن دیاکسید باید با بهترین فناوری صورت بگیرد تا مقرون به صرفه و سازگار با محیط زیست باشد و بتوان از آن در صنایع دیگر دوباره استفاده کرد.
روش‌های جذب دیاکسید کربن را می‌توان به سه دسته متفاوت تقسیم‌بندی کرد که هر کدام از آن‌ها ویژگی‌های خاص خودشان را دارند. این سه دسته شامل حذف دیاکسید کربن قبل از احتراق، سوخت اکسیژن و مرحله پس از احتراق است (به جذب و حذف دیاکسید کربن قبل از احتراق گاز در جریان گازی، جداسازی دیاکسید کربن به روش قبل از احتراق می‌گویند). این روش را می‌توان در نیروگاه‌ها با استفاده از گاز طبیعی و برای یکپارچه سازی گاز و تولید سیکل برق ترکیبی استفاده کرد؛ اما روش پس از احتراق محبوب‌ترین این روش‌ها است که در مقایسه با دو مکانیزم حذف دیاکسید کربن و سولفید دیهیدروژن از گاز طبیعی عملکردی بهتر و آسان‌تر دارد. در روش پس از احتراق، حذف و جذب دیاکسید کربن و سولفید دیهیدروژن، پس از احتراق سوخت‌های فسیلی یا سایر مواد کربنی صورت می‌گیرد. یکی از رایج‌ترین و مقرون به صرفه ترین فناوری‌های موجود در انجام روش پس از احتراق، روش جذب شیمیایی و حلال‌های شیمیایی است. این روش دارای مزایای بسیار کلیدی‌ای مانند راندمان بسیار بالا، تکنولوژی قوی و هزینه کم است. برای استفاده از حلال‌های شیمیای برای روش پس از احتراق، از محلول‌های آمینی مانند مونو اتانول آمین، مخلوط مونو اتانول آمین-گلیکول، دی اتانول آمین، متیل دی اتانول آمین و دیگر مخلوط‌های آمینی استفاده می‌شود؛ اما این مخلوط‌ها و محلول‌های آمینی، دارای معایب بسیار جدی‌ای نیز هستند. آن‌ها خوردگی بسیار بالایی در تجهیزات دارند و نیاز به انرژی زیادی دارند. در نهایت، مکانیزم حذف دیاکسید کربن و سولفید دیهیدروژن از گاز طبیعی با استفاده از پتاسیم کربنات، فرآیندی بسیار مهم است که با نام فرآیند بنفیلد نیز شناخته می‌شود و اولین بار، برای سنتز سوخت مایع از زغال سنگ ایجاد شد.
جمع‌بندی
اگر چه حذف دیاکسید کربن با استفاده از پتاسیم کربنات در سال‌های اخیر توجه گسترده‌ای را به سمت خود جذب کرده است؛ اما هنوز نیاز به انجام تحقیقات بیشتری در این زمینه است. بنابراین بر اساس نیاز‌های خود سعی کنید که بهترین روش را انتخاب کنید و اطلاعات زیادی را در آن زمینه به دست آورید، امید است که این مقاله در شناسایی مکانیزم مورد نظر خود و مکانیزم حذف دیاکسید کربن و سولفید دیهیدروژن از گاز طبیعی کمک کرده باشد و توانسته باشیم هر چند اندک به افزایش دانش شما در این زمینه کمک کنیم.
