با گسترش صنایع نفت ،گاز و پتروشیمی در جهان ، جداسازی گاز های اسیدی مانند دی اکسید کربن و سولفید هیدروژن بیش از پیش مورد اهمیت قرار گرفته است. استفاده از گروه حالل های آمین جهت حذف آلودگی گازهای اسیدی یکی از روش های مورد توجه در همین راستا می باشد . تولید کف در این گونه سیستم ها از مشکالت رایج و شناخته شده ای است و روش متداول در کنترل کف در صنایع استفاده از مواد کف زدا می باشد. از طرفی به دلیل موقتی بودن اثر ماده کف زدا بر پدیده تولید کف ، استفاده از فیلترهای مکانیکی و کربنی بسیار پر اهمیت می باشد. فیلترها وجود االینده هایی شبیه اکسیژن، سولفور دی اکساید واسیدها در خوراک ورودی به پروسس را کاهش داده و پدیده تجزیه حالل و وجود ناخالصی ها را کنترل می نمایند. آزمایش انجام گرفته نشان داد که در 90 ثانیه اول سطح محلول فیلتر شده از 150 میلی لیتر به 180 میلی لیتر می رسد.این درحالی است که در مدت زمان مشابه سطح کف در محلول آمین بدون فیلتراسیون از 150 به 400 میلی لیتر رسید . به عالوه الودگی روغنی اضافه شده به حالل باعث باالرفتن سطح کف بیش از 500 میلی لیتر شد که نشان گر افزایش ارتفاع کف در زمان وجود آلودگی می باشد.
روشهای جلوگیری از تولید کف
1-استفاده از ضد کف
یكي از مشكلات واحدهاي شیرین سازی گاز و جداسازی دی اکسید کربن، پدیده كف مي باشد كه بـه منظـور حـذف ایـن پدیـده نامطلـوب از محلـولی شـیمیایی بـه نـام آنتی فوم اسـتفاده می شـود. کف زایــی یکــی از متداولتریــن مشــکلات در بــرج جـذب اسـت کـه باعـث افزایـش مصـرف آمیـن، اختـلاف فشـار در بـالا و پاییـن بـرج و در نهایـت کاهـش راندمـان می شود. یک ضد کف مناسب در محیط کف سازی نامحلول است، کشش سطحی کمتری از محیط کف دارد و به سرعت در سیستم کف پراکنده می گردد . کف کردن معمولا اولین علامت آلودگی در سیستم آمین است که میتواند با غلظت کمی از هیدروکربنهای سنگین ، ذرات جامد یا مواد شیمیایی تزریقی ایجاد شود . نشانه های تشکیل کف در یک سیستم به قرار زیر می باشند :
1- افزایش اختلاف فشار در برج های جذب و دفع
2- نشت محلول به پایین دست واحد جذب و دفع
3- کاهش نامنظم و سریع سطح مایعات در برجها
4- افزایش شدید جریان گاز فلاش
5 دمای غیر طبیعی ستون جذب و دمای بالاتر در بالای ستون
6- حذف دشوار گاز دی اکسید کربن و بار بالای آن در حلال آمین
قابل توجه ترین شکل کف، فوم شناور در سطح است که کنترل و رسیدگی به آن نسبتا آسان است . مشکل اصلی مکانیکی زمانی است که کف وارد سیستم شود چراکه ماده دوفاز حلال وکف تولید شده ، یک روان کننده ضعیفی است و باعث افزایش تماس سطح فلز-فلز می شود و همچنین ممکن است باعث بروز مشکلات مختلفی مانند کاویتاسیون در پمپ ها، ایجاد رسوب در سیستم گردد.
مواد تشکیل دهنده ضد کف رایج مورد استفاده در صنعت روغن های نامحلول، پلی دی متیل سیالن ها و سایر سیلیکون ها، الکل های خاص، استئارات ها و گلیکول ها می باشند. این افزودنی برای جلوگیری از تشکیل کف استفاده می شوند ویا برای شکستن کفی که از قبل تشکیل شده است اضافه می شود. انواع انتی فوم ها شامل موارد زیر می باشند :
1- آنتی فوم با پایه روغنی
2- آنتی فوم با پایه آب
3- آنتی فوم با پایه سیلیکونی
4- آنتی فوم با پایه PO/EO -5 آنتی فوم با پایه آلکیل پلی اکریالتز
ضدکف هــای ســیلیکونی، پلیمرهایــی بــا اتصــاالت ســیلیکون هستند. ســیلیکون، ترکیبــی آبگریــز اســت کــه بــرای اســتفاده به عنــوان ضدکــف در ســیالات غیرآبــی، نظیــر نفــت مناســب اســت. ترکیــب بــا پلی پروپیلن گالیکــول عملکـرد آنهـا در محلول هـای آمیـن را بهبـود داده اسـت.
ضدکف هایـی بـا پایـه سـلیکونی انتخاب هـای رایج و مناسـبی بـرای کنتـرل کـف در واحدهــای آمیــن می باشــند و به طور كلي ضد كف هایي كه در پاالیشگاه هاي گاز مورد استفاده قرار مي گیرند، از پایه هاي سیلیكوني و الكلي تشكیل شده اند. از بیــن بــردن ســریع کــف، مقاومــت و دوام بــالا، مقاومــت گرمایــی مناســب و بهره بــرداری آســان از جملــه مزایــای ایــن ضدکف هــا می باشــند.توصیه هایــی بــرای کاهــش میــزان مصــرف مــواد ضدکــف در محلول هــای آمیــن وجــود دارد چون در اثــر حضــور مــاده ضدکــف یــا غیــر فعــال شــدن مــواد ضدکــف بــا افزایــش تمرکــز در ســطح، باعث کاهــش کارایــی حــذف گازهــای اســیدی توســط محلــول آمیــن خواهد شد. بنابرایــن بهتــر اسـت کـه بـا تنظیـم شـرایط عملیاتـی در واحـد آمیـن سـعی بـر کاهـش تمایل ایجاد کـف شـود .تحقیقات جدید نشان داده که آنتی فوم پلی گالیکل در مقایسه با نمونه سیلیکونی و در سیستم های با حالل MDEA ،عملکرد بهتری دارد.
2-فیلتراسیون عملیات فیلتراســیون در واحــد شیرین ســازی، باعث کاهــش گرفتگــی در مبدل هــا ، جلوگیــری از ورود آلودگی هــای هیدروکربنــی بــه داخــل محلــول آمیــن و کاهــش کف زایــی می گردد. مطالعاتی که بر روی نمونه های جاذب انجام گرفته مشخص می کند که ذغال فعال، با راندمان باال ضد کف های سیلیکونی را جذب می کند و مطالعات همچنین نشان داده است ذغال فعال، ضد کف های غیر یونی را جذب سطحی می کند .از طرفی هیدروکربنهای نامحلول و کثیف کننده می توانند باعث ایجاد خوردگی و ایجاد کف در واحد شوند . در عملیات فیلتراسیون مکانیکی و کربن در جریان گردشی تقریب 10 الی 12 درصد از آمین در حال گردش باید از فیلترمکانیکی عبور کند. ذرات سولفید آهن با فیلتراسیون مکانیکی وضد کف و سایر مواد آلی محلول نیز توسط بستر کربن فعال از سیستم حذف می شوند .زمانی که سیستم ضدکف کاهش عملکرد داشته باشد، روش فیلتر مکانیکی و بسترکربن فعال جایگزین می شود.
با توجه به مطالعات انجام گرفته بر روی اهمیت و نقش فیلتراسیون ،از انجا که استفاده از فیلتر نقش بسیار مهمی در سیستم های جذب و دفع با آمین ایفا می نماید ، مخلوط آمین یک بار از بستر اماده شده کربن اکتیو به مقدار 45 گرم ،عبور داده شد و سپس با استفاده از صافی یک میکرونی، فیلتر شد. ظرف دستگاه آزمایش با آب DM کاملا شستشو گردید و مخلوط فیلتر شده مجددا در استوانه تزریق شد. پس از گذشت 5 دقیقه از انجام آزمایش سطح کف به 180 میلی لیتر رسید.دلیل این امر جدا شدن ناخالصیها و آلودگیها شامل محصولات اکسید آهن ناشی از خوردگی ،ذرات معلق ، ترکیبات هیدروکربنی ورودی از طریق خوراک و محصوالت ناشی تجزیه انتی فوم و حلال می باشد.
