EN
Geleneksel H2S Giderme Yöntemleri Neden Mercaptanlara Karşı Başarısız Olur
Farklı kimyasal davranış: Hidrokarbon akışkanlarındaki H2S ile mercaptanlar karşılaştırması
Hidrojen sülfür (H2S), kuvvetli bir asit gibi davranır ve kolayca parçalanma eğilimindedir; bu da triazinler gibi yaygın saflaştırıcı maddelerin onu hızlı bir şekilde nötralize etmesini mümkün kılar. Tiyoller (RSH), hidrokarbon kısmına (R grubu) sahip oldukları için farklıdır ve bu durum asitliğini azaltırken aynı zamanda suyu daha fazla itme özelliğini artırır. Bu, onların standart arıtma süreçlerinde iyi tepkime vermemesine neden olur. Tiyol molekülleri daha uzun karbon zincirlerine sahip hâle geldikçe zayıf asit özellikleri daha da zayıflar ve bu yüzden kostik yıkıcılar veya oksidasyon yöntemlerine maruz kaldıklarında uygun şekilde ayrışamazlar. H2S'nin çözünebilir sülfürler oluşturmasının aksine, tiyoller ekipmanlarda kalıcı olarak tutunan ve sistem boyunca sorunlara neden olan inatçı metal kompleksleri oluşturur. Bu temel kimyasal farklılıklar nedeniyle, sadece H2S'yi uzaklaştırmak tiyollere hiçbir etki yapmaz. Endüstriler, mevcut tüm kükürt bileşikleri üzerinde tam kontrol elde etmek istiyorsa özel saflaştırıcı maddelere ihtiyaç duyar.
Düşük konsantrasyonlara rağmen merkaptanlara özgü sağlık, güvenlik ve korozyon riskleri
Mercaptanlar, milyonda birlik ölçümlerde bile çok küçük konsantrasyonlarda bulunduklarında ciddi tehlikeler oluşturur. Bu bileşikler hızla solunduğunda, gözlerde, ciltte ve solunum yollarında anında tahriş oluşabilir. Daha yüksek maruziyet seviyelerinde ise baş ağrısı, baş dönmesi ve potansiyel olarak tehlikeli solunum sorunları gibi belirtiler ortaya çıkar. Durumu daha da kötüleştiren şey, mercaptanların metal ile kimyasal olarak reaksiyona girerek inatçı sülfür birikintileri oluşturmasıdır. Bu birikintiler, özellikle nem veya asitlik varlığında boruların ve depolama tanklarının içindeki korozyon süreçlerini hızlandırır. Bu durum, ekipman arızalarının, istenmeyen sızıntıların ve beklenmedik tesis kapanmalarının olasılığını artırır. Dikkat edilmesi gereken başka bir konu ise aşırı derecede hoş olmayan kokularıdır ve bu koku, işçilerin yalnızca koku duyusuyla tespit etmelerini zorlaştırır. Çünkü bu koku konsantrasyon seviyesinden bağımsız olarak sabit kaldığından, insanlar gerçek tehlikeyi koku duyularıyla değerlendirmekte zorlanır. Tüm bu sağlık sorunları, güvenlik riskleri ve altyapı problemleri göz önünde bulundurulduğunda, artık yalnızca hidrojen sülfür kontrol yöntemlerine güvenmek yeterli değildir. Sektör uzmanları, tüm yönlerden tam koruma sağlamak için geleneksel H2S yönetimine ek olarak mercaptanlara özel tasarlanmış saflaştırıcıların (scavenger) kullanılmasını giderek daha fazla önermektedir.
Bir H2S Merkaptan Sökücü Nasıl Çalışır: Kimya, Seçicilik ve Reaksiyon Verimliliği
Etkin H2s merkapthan temizleyici sistemler, hidrokarbon akışlarındaki kükürt türlerine geri dönüşümzüm bağlanmak üzere tasarlanmış özel kimyasalları kullanır. Fiziksel absorbanlardan farklı olarak, bu formülasyonlar kirlilik maddelerini kalıcı olarak hapseden kovalent veya iyonik reaksiyonları gerçekleştirir ve onları başka bir ortama aktarmak yerine ürün fazından tamamen uzaklaştırır.
Triazinler ve oksazolidinler: reaksiyon mekanizmaları ve kükürt bağlama stokiyometrisi
Triazin bazlı saflaştırıcılar, nükleofilik eklenme reaksiyonu adı verilen bir süreçle hidrojen sülfür ile tepkimeye girerek çalışır. Bu, su içinde çözünen kararlı tiyadiazin katıları oluşturur. Uygun pH seviyelerinde ve yeterli temas sürelerinde bu reaksiyonlar neredeyse bire bir molar verimliliğe ulaşır. Merkaptanların işlenmesi söz konusu olduğunda oksazolidinler farklı bir yaklaşım benimser. Bunlar, görülen uçucu olmayan amin tuzu ürünlerini veren kovalent bağlar özellikle karbonil bölgelerinde oluşturur. İlginç olan şey, her bir bileşiğin gösterdiği seçiciliktir. Triazinler, diğer kükürt bileşikleri karışımın içindeyken bile özellikle hidrojen sülfür moleküllerine yönelir. Bu arada oksazolidinler, üç karbon atomu ve üzeri uzun zincirli merkaptanlara özel bir ilgi duyar. Gerçek dünya testleri ayrıca oldukça etkileyici bir şeyi daha doğrulamıştır. Modern oksazolidin versiyonları, saha uygulamalarında onlara temas ettikten yalnızca on dakika sonra daha ağır merkaptanların yüzde doksan sekizinden fazlasını yakalayabilmektedir.
H2S ve mercaptanlar için hem tehlikeli yan ürünlerin oluşumunu en aza indirgeyerek hem de toplama kapasitesini maksimize ederek
En iyi çift fonksiyonlu saflaştırıcılar, elementel kükürt veya disülfitler oluşturan reaksiyon yollarında çalışır; bunlar aslında emülsiyonları stabilize eden ve daha sonra malzemeleri ayırmayı zorlaştıran yan ürünlerdir. Bunun yerine bu saflaştırıcılar, inert katı polimerler üreten proton transfer süreçlerine ve kondenzasyon reaksiyonlarına dayanır ve bu polimerler kolayca süzülerek uzaklaştırılabilir. Sistem ayrıca dahili pH dengelendirme bileşenleri ile süreci önemli ölçüde hızlandıran özel katalizörleri de içerir. Bu kombinasyon, H2S'in giderilmesini çok daha hızlı hale getirir ve malzemenin etkinliğini kaybetmeden birden fazla temas döngüsü boyunca mercaptanlara tekrar tekrar bağlanmasını sağlar. Gerçek dünya testleri, bu çift eylemli sistemlerin geleneksel tek kimyasallı yaklaşımlara kıyasla toplam kükürdü %40 ila %60 daha fazla giderdiğini göstermektedir. Ayrıca bağımsız olarak toplanan saha verilerine göre, tehlikeli atık hacmini yarıdan fazla azaltmada başka büyük bir fayda daha sunar.
Doğru H2S Merkaptan Sökücü Seçimi: Geri Kazanımlı ve Geri Kazanımsız Seçenekler
Operasyonel uzlaşmalar: Yatırım maliyeti, işletme maliyeti, atık bertarafı ve işleme kapasitesi
Regeneratif ve non-regeneratif H2S merkaptan skavenger'lar arasında karar verirken tesis operatörlerinin birbirine bağlı birkaç işletme yönünü dikkate almaları gerekir. Regeneratif sistemler, regenerasyon kolonları, ısı değiştiriciler ve çözücü geri kazanım üniteleri gibi ek donanım gerektirdikleri için başlangıçta daha yüksek maliyetlidir. Ancak bu sistemler kimyasalların sürekli yeniden satın alınmak yerine tekrar kullanılabilmesi nedeniyle uzun vadede maliyet tasarrufu sağlar. Bu tür sistemler, sürekli büyük hacimli gaz işlemektedir ve sabit akış, başlangıçtaki yüksek maliyete rağmen finansal olarak mantıklı hale gelir. Buna karşılık, non-regeneratif seçenekler hızlıca kurulur ve başlangıçta düşük maliyetlidir; ancak şirketler düzenli aralıklarla yeni kimyasallar almak zorunda kalır ve tehlikeli atıkları mevzuata uygun şekilde bertaraf etme zahmetiyle karşılaşır. Asıl önemli olan ise regeneratif teknolojinin yıllık kimyasal kullanımını yaklaşık %70 oranında azaltması ve atığı en az %85 oranında düşürmesidir. Bu yüzden bu kararı verirken tesis müdürleri yalnızca mevcut maliyetlere bakmamalıdır. Aynı zamanda gaz akışlarının ne kadar stabil olduğunu, atık ürünlerin yönetimindeki kolaylığı ve özellikle bazı merkaptanların sahadan uzaklaştırılarak yasal olarak bertaraf edilmeleri sırasında sorun oluşturduğunu göz önünde bulundurarak uymaları gereken yasal düzenlemeleri de düşünmelidir.
SSS Bölümü
Soru 1: Mercaptanlar, hidrokarbon akımlarında H2S'den nasıl farklıdır?
Cevap 1: Mercaptanların asitliğini azaltan ve daha su itici hale getiren bir hidrokarbon kısmı vardır; buna karşılık H2S güçlü bir asit gibi davranır. Bu fark, mercaptanların standart arıtma süreçlerine iyi cevap vermemesine ve özel saflaştırıcıların gerekmesine neden olur.
Soru 2: Mercaptanlar neden çok düşük konsantrasyonlarda bile sağlık açısından endişe kaynağıdır?
Cevap 2: Mercaptanlar çok düşük konsantrasyonlarda bile gözleri, cildi ve solunum yollarını tahriş edebilir. Ayrıca dayanaksız kötü bir kokuya sahiptirler ve bu da tehlikenin yalnızca kokuyla değerlendirilmesini zorlaştırır.
Soru 3: H2S mercaptan saflaştırıcıları nasıl çalışır?
Cevap 3: Bu saflaştırıcılar, akımlardaki kükürt bileşiklerine bağlanmak için özel kimyasallar kullanır. Kirlilikleri kalıcı olarak uzaklaştırmak üzere kovalent ya da iyonik reaksiyonlar gerçekleştirirler; sadece kirleticileri başka bir ortama aktaran fiziksel emicilerin aksine.
Soru 4: Regeneratif H2S mercaptan saflaştırıcılarının avantajları nelerdir?
A4: Geri kazanımlı sistemler ek donanım nedeniyle başlangıçta daha yüksek maliyete sahip olsa da, kimyasalların yeniden kullanılmasına izin vererek, kimyasal tüketimi yaklaşık %70 oranında azaltarak ve atığı en az %85 oranında azaltarak zamanla para biriktirir.