Giải pháp xử lý khí chua

Xử lý khí chua là quá trình loại bỏ hydro sunfua (H₂S) và thường là carbon dioxide (CO₂) khỏi khí thiên nhiên hoặc các luồng khí khác. Khí chua chứa hàm lượng H₂S cao, độc hại, ăn mòn và gây ra các mối lo ngại về môi trường và an toàn. Xử lý đảm bảo khí đáp ứng các thông số kỹ thuật để vận chuyển, chế biến và sử dụng an toàn.

Các thành phần chính trong khí chua

1. Hiđrô sunfua (H₂S): Một loại khí độc, dễ cháy có mùi trứng thối.
2. Cacbon Dioxide (CO₂): Một loại khí trơ, không độc hại có thể làm giảm nhiệt trị của khí.
3. Nước: Độ ẩm trong khí chua có thể gây ra sự ăn mòn và hình thành hydrat.

Phương pháp xử lý khí chua

1. Xử lý khí amin (làm sạch bằng amin):
   • Quy trình: Khí chua được dẫn qua dung dịch amin (ví dụ, monoethanolamine (MEA), diethanolamine (DEA) hoặc methyl diethanolamine (MDEA)).
   • Amin hấp thụ H₂S và CO₂, tách chúng ra khỏi luồng khí.
   • Ưu điểm: Quá trình hiệu quả, được sử dụng rộng rãi và có khả năng tái tạo.
   • Thách thức: Có thể xảy ra hiện tượng phân hủy amin, ăn mòn và tạo bọt.
2. Quy trình Claus (Thu hồi lưu huỳnh):
   • Quy trình: Chuyển đổi H₂S từ khí chua thành lưu huỳnh nguyên tố sau khi xử lý bằng amin.
   • Các bước thực hiện:
     1. H₂S phản ứng với oxy tạo ra lưu huỳnh đioxit (SO₂).
     2. SO₂ phản ứng với H₂S qua chất xúc tác để tạo ra lưu huỳnh nguyên tố.
   • Ứng dụng: Thường gặp trong các nhà máy lọc dầu và xử lý khí đốt tự nhiên.
3. Quy trình dung môi vật lý:
   • Sử dụng dung môi như Selexol hoặc Rectisol có khả năng hấp thụ vật lý H₂S và CO₂.
   • Tốt nhất cho các loại khí có áp suất riêng phần cao của khí axit.
4. Oxy hóa trực tiếp:
   • Chuyển đổi H₂S thành lưu huỳnh bằng cách sử dụng oxy với sự có mặt của chất xúc tác (ví dụ, quy trình Shell-Paques).
   • Sản xuất lưu huỳnh chỉ trong một bước.
5. Tách màng:
   • Quy trình: Khí được dẫn qua màng bán thấm có tác dụng loại bỏ chọn lọc H₂S và CO₂.
   • Ưu điểm: Nhỏ gọn và hiệu quả cho các ứng dụng quy mô nhỏ.
6. Xử lý bằng bọt sắt (oxit sắt):
   • Sử dụng oxit sắt (Fe₂O₃) ngậm nước để phản ứng với H₂S, tạo thành hợp chất lưu huỳnh rắn.
   • Phù hợp với lưu lượng thấp hoặc nồng độ H₂S thấp.
7. Chất hấp thụ không tái sinh:
   • Các chất rắn như kẽm oxit hoặc than hoạt tính hấp thụ H₂S nhưng không thể tái sinh.
   • Được sử dụng cho các luồng khí chua có khối lượng thấp.

Các yếu tố cần xem xét khi lựa chọn phương pháp điều trị

• Nồng độ H₂S và CO₂: Xác định tính khả thi và chi phí của quy trình.
• Lưu lượng khí và áp suất: Ảnh hưởng đến kích thước thiết bị và hiệu quả hoạt động.
• Quy định về môi trường: Giới hạn phát thải lưu huỳnh thúc đẩy các lựa chọn xử lý.
• Yếu tố kinh tế: Chi phí ban đầu và chi phí vận hành, bao gồm cả việc thu hồi lưu huỳnh.

Sản phẩm cuối cùng sau khi xử lý

• Khí ngọt: Khí không chứa H₂S và CO₂, thích hợp cho việc vận chuyển và sử dụng.
• Lưu huỳnh nguyên tố: Được thu hồi trong các quy trình như Claus để sử dụng trong phân bón, hóa chất, v.v.

Tầm quan trọng của việc xử lý khí chua:

• Đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn về an toàn và môi trường.
• Bảo vệ đường ống, thiết bị và cơ sở khỏi bị ăn mòn.
• Nâng cao chất lượng và giá trị khí đốt cho người dùng cuối.