تصفیه گاز(پالایشگاه گاز بیدبلند )

[azarafrooz 14221]

گازها در زیر زمین به صورت مخازن مجزا و یا همراه با نفت وجود دارند و توسعه و رشد صنعت در زمینه گاز طبیعی به توسعه تکنولوژی و دانش فنی در رابطه با حل مسائل مربوطه به عملیا تی ( اکتشاف ، استخراج ، تصفیه ) و حمل و نقل این نوع گا زبستگی دارد . اولین بار در سال 1870 میلادی گاز طبیعی به وسیله یک خط لوله چوبی به شهر روچستر نزدیک به نیویورک منتقل گردید.

این خط لوله مسائل زیادی را همراه داشت که از آن جمله نشت گاز از لوله در فشار بالاتر از 10psi بوده است .

همراه با گاز طبیعی که عموماً از مخازن زیر زمینی نفتی ویا گاز ی به دست می آید ؛ مقداری بخار آب ، H2S و CO2 وجود دارد. خط لوله گاز طبیعی به دلیل بالا بودن فشار آن معمولاً از روی زمین کشیده می شود و از لوله های بدون درز استفاده می گردد.

انتقال گاز از روی زمین به دلیل سرد بودن محیط خارج نیاز به تعبیه سیستمی به منظور جدا کردن قطرات آب تشکیل شده دارد.

به منظور جموگیری از خورندگی گاز در لوله های انتقال باید H2S آن را جدا نمود. روش تصفیه (شیرین کردن) گاز به همین دلیل توسعه و پیشرفت نموده است. روش شیرین کردن گاز با آمین به دلیل بالا بودن فشار و حجم زیاد آن توسعه بسیاری نموده است.

فاکتورهای زیادی در انتخاب نوع پروسس شیرین کردن گاز باید مورد توجه قرار گیرد:

1- نوع ناخالصی هایی که باید از گاز جدا شود.

2- مقدار ناخالصی های موجود در گاز و مشخصات گاز تصفیه شده مورد نیاز

3- انتخاب پروسسی که گازهای اسیدی مورد نظر را جذب و از محیط عمل خارج نماید.

4- مقدار ، درجه حرارت و فشار گازی که جهت تصفیه در اختیار می باشد.

5- بررسی بازیابی سولفور از نظر امکان پذیری و اقتصادی

6- بررسی اقتصادی به منظور انتخاب پروسس مناسب بازیابی سولفور

[azarafrooz 14221]

بخش شیرین کردن گاز ((sweetening section

 

سولفید هیدروژن و دی اکسید کربن موجود در گاز ورودی را با برقراری تماس بین گاز و محلول آبی منو اتانول آمین (MEA) حذف میکنند. این کار با فشاری معادل با فشار گاز ورودی در برج تماس ((contactor to wer انجام می شود. گاز بطرف بالای برج جریان داشته و مایع به طرف پایین برج جریان دارد. گاز و مایع بطور کامل بر روی سینی ها یا در توده ای از استوانه های مشبک که در داخل برج تماس نصب شده اند با یکدیگر تماس برقرار می کنند H2S , CO2 با منو اتانول آمین به حالت محلول بر طبق واکنش های زیر ترکیب می شوند:

(1)HOCH2CH2NH2+H2S HOCH2CH2NH3++HS-

(2)HOCH2CH2NH3+HCO3 HOCH2CH2NH2 + H2O +CO2

که فرمول شیمیایی منو اتانول آمین HOCH2CH2NH2 است.

محلول منو اتانول آمینRICH از ته برج تماس خارج می شود و گاز شیرین شده به طرف بالای برج جریان یافته که در بخش شستشوی برج جذب با آبی که از بالای برج به پایین بخش شستشوی برج می آید تماس پیدا می کند و آب بخار منو اتانول آمین همراه گاز را جذب می کند. گاز شسته شده از بالای برج تماس خارج می شود و به بخش نم زدایی (DEHYDRATION SECTION) می رود.

محلول منو اتانول آمینRICH ( دارای H2S, CO2 ) از برج تماس (1 T- )به طرف درام فلش (D-1) جریان می یابد. فشار درام فلش بطور قابل ملاحظه ای کمتر از فشار برج تماس است در نتیجه اجزایی که همراه گاز در فشار بالای برج تماس در محلول منو اتانول آمین حل شده بودند از محلول جدا می شوند، گازهای جدا شده از محلول منو اتانول آمین در درام فلش با جریان کوچکی از آمین در برج کوچکی که بالای درام فلش نصب شده است تماس برقرار می نماید و سپس به سیستم سوخت گاز ((FUEL GAS SYSTEM می رود.

هدف از برقراری تماس این است که CO2 جدا شده از محلول منو اتانول آمین در درام فلش را دوباره جذب نماییم. غلظت بالای گازهای اسیدی در گازهای سوخت باعث می شود که سوختن ضعیف بوده و در نتیجه گاز خاصیت خوردگی داشته باشد.

محلول منو اتانول آمینRICH پس از تبادل حرارت با منو اتانول آمین LEAN داغ خروجی از پایین برج احیاء وارد بخش بالایی برج احیاء شده و بطرف پایین برج جریان می یابد. بخارات آب و منو اتانول آمین تولید شده در جوشاننده ها (REBOILER) به طرف بالای برج جریان یافته و با محلول منو اتانول آمین بر روی سینی ها تماس برقرار می کند. جوشاننده ها به وسیله بخار آب گرم می شوند. مقداری از بخار منو اتانول آمین مایع می شود و باعث افزایش درجه حرارت محلول می گردد. در درجه حرارت های بالا واکنشهای (1) و (2) در جهت عکس پیش میرود و در نتیجه گاز H2S و CO2 آزاد می شود.

گاز CO2 وH2S همراه با مقدارقابل ملاحظه ای از بخار آب به طرف بالای برج احیاء رفته و پس از خروج از بالای برج در یک مبدل حرارتی سرد می شود. قسمت اعظم بخار مایع شده و سپس به وسیله پمپ به بالای برج احیاء فرستاده می شود. بخار آب در جوشاننده ها گرمای خود را به منو اتانول آمین داده و مایع می شود و منو اتانول آمین به حالت بخار در می آید.

محلول منو اتانول آمین LEAN (احیاء شده) از ته برج احیاء خارج شده و پس از تبادل حرارت با محلول منو اتانول آمین RICH به مخزن ذخیره منو اتانول آمین (D-4 SURGE TANK ) می رود.

به وسیله پمپ P-2 BOOSTER محلول منو اتانول آمین از مخزن ذخیره منو اتانول آمین به طرف کولر هوایی (AERIAL COOLER) فرستاده می شود و محلول به طور جزیی در آن سرد شده و سپس در کولر آبی بیشتر خنک می گردد.

بخش خیلی کوچکی از محلول منو اتانول آمین LEAN سرد شده به برج کوچکی بر روی درام فلش RICH MEA می رود.

بخش اعظم منو اتانول آمین سرد شده به طرف برج تماس T-1 فرستاده می شود. برای ثابت نگه داشتن کیفیت محلول منو اتانول آمین دو روش برای خالص کردن آن به کار برده می شود. صاف کردن محلول منو اتانول آمین ( (FILTERING و RECLAINING محلول منو اتانول آمین. مادامی که واحد در حال کار است عمل FILTERING و RECLAINING محلول منو اتانول آمین انجام می گردد و در غیر این صورت در حدود یک درصد از محلول منو اتانول آمین در گردش را از خروجی پمپ P-2 BOOSTER گرفته می شود و از ***** گذشته و سپس وارد مخزن ذخیره منو اتانول آمین D-4 SURGE TANK می شود. ***** ذرات جامدی را که در بخش شیرین کردن به وجود آمده است، حذف می نماید. RECLAIMER به صورت نیمه اتصالی SEMI-CONTINUOUS)) کار می کند و یک مبدل حرارتی است. در ابتدا سود را وارد RECLAIMER می نمایند. در حدود یک درصد از محلول منو اتانول آمین MEA در گردش را از خروجی پمپ P-2 BOOSTER گرفته و وارد RECLAIMER می نمایند. آب و منو اتانول آمین MEA به وسیله بخار آب تبخیر شده و بخار آب مایع می شود. مواد باقیمانده که از محصولات DEGRADATION منو اتانول آمین است در RECLAIMER باقی می ماند. مولکول بعضی از محصولات DEGRADATION منو اتانول آمین MEA در اثر سود سوزآور شکسته میشوند و منو اتانول آمین آزاد می شود. بعد از چند هفته کار غلظت محصولات DEGRADATION بالا می رود و در نتیجه درجه حرارت لازم برای خروج آب و منو اتانول آمین بالا می رود. برای جلوگیری از خورندگی دراثر درجه حرارت های بالا مواد باقیمانده در RECLAIMER را DRAIN می کنند. دوباره در RECLAIMER محلول سود وارد کرده و کار را از سر می گیرند.

 

 

 

 

 

 

 

[azarafrooz 14221]

گاز تصفیه شده خروجی از بالای برج تماس با آب اشباع شده و قبل از رفتن به خط لوله بایستی آب همراه آن حذف گردد. آب موجود در گاز را با عبور گاز از ماده نم زدا که در داخل برج خشک کننده گاز قرار داردحذف می کنند. ماده نم زدا آلومینا است. برج خشک کننده گاز در فشاری معادل با فشار گاز تصفیه شده خروجی از برج تماس کار می کند. گاز به طرف پایین برج خشک کننده و بر روی آلومینا جریان دارد و آلومینا آب همراه گاز را جذب می کند در صورتی که منواتانول آمین MEA نیز همراه گاز بیاید به وسیله آلومینا جذب خواهد شد. سپس گاز از برج خشک کننده گاز (DEHYDRATIONTOWER ) خارج میشود و پس از حذف ذرات آلومینا احتمالی همراه گاز در ***** PRODUCT GAS FILTER به خط لوله فرستاده می شود. چون آلومینا گنجایش محدودی برای جذب آب دارد بایستی به طور متناوب آن را احیاء نمود. عمل احیای آلومینا با حرارت دادن آن تا درجه حرارتی که آب جذب شده را آزاد کند انجام می گیرد. بخش کوچکی از گاز تصفیه شده خروجی برج تماس برای گرم کردن و حذف آب از آلومینا استفاده می شود. این بخش کوچک گاز در یک FIRED HEATER و تا یک درجه حرارت مناسب حرارت داده می شود و سپس برای احیاء کردن آلومینا از برج خنک کننده گاز عبور داده می شود. گاز حرارت خود را به آلومینا می دهد و بخشی از حرارت باعث بالا رفتن درجه حرارت آلومینا و بخشی از گرما باعث بخار شدن آب می گردد. آب تبخیر شده همراه گاز از بالای برج خارج شده و وارد کولر هوایی ((AERIAL COOLER و سپس وارد کولر آبی که به طور سری قرار دارند، می گردد و گاز خنک شده و بخش اعظم بخار آب همراه گاز مایع می شود که آب را در WATERKNOCK OUT DRUM از گاز جدا می کنند. بخش اعظم این گاز به گاز تصفیه شده ایی که به برج نم زدایی می رود برمی گردد و مقداری از گاز به عنوان سوخت REGENERATION GAS HEATER استفاده می شود. برج نم زدای احیاء شده ((DEHYDRATIONTOWER قبل از این که دوباره مورد استفاده قرار گیرد بایستی آن را سرد کرد. برج خشک کننده گاز به وسیله گازی که برای عمل احیای آلومینا استفاده می شود سرد میگردد. قبل از این که گاز احیاء کننده به REGENERATION

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

برود از قسمت بالا به طرف پایین برج جریان یافته و با عبور از بستر آلومینا آن را سرد می کند. چون دائماً بایستی گاز را خشک کرد و چون به طور متناوب بایستی یک برج بیکار باشد بیشتر از یک برج خشک کننده مورد نیاز است. در این واحد سه برج خشک کننده گاز وجود دارد. عمل خشک کردن گاز و عمل احیاء و عمل سرد کردن آلومینا به طور همزمان انجام می گیرد. به عبارت دیگر در یک زمان مشخص یک برج در حال کار و برج دیگر در حال احیاء و برج دیگر در حال سرد شدن است.

[azarafrooz 14221]

در پالایشگاه گاز بیدبلند برای زدودن گازهای اسیدی از محلول 15% وزنی منو اتانول آمین و 85% آب مقطر که در درجه حرارت 38 درجه سانتیگراد گازهای اسیدی را جذب و در دمای 115 درجه سانتیگراد دفع می نماید، استفاده می شود.

برای شیرین کردن گازهای ترش در واحدهای تصفیه گاز دو عملیات عمده صورت می گیرد:

1- جذب گازهای اسیدی در برج تماس

2- دفع گازهای اسیدی از محلول آمین

 

1- جذب گازهای اسیدی در برج تماس ( برج جذب)

 

گاز ترش ارسالی از منابع آغاجاری با فشار حدود 58 کیلوگرم بر سانتی متر مربع ضمن عبور از یک صافی و جا گذاشتن مایعات احتمالی که عمدتاً هیدروکربنهای سنگین و ناخالصی های جامد هستند از پایین وارد برج جذب می شود و ضمن حرکت به سمت بالای برج با محلول منو اتانول آمین تماس پیدا می کنند.

محلول رقیق منو اتانول آمین پس از تقویت فشار طی دو مرحله و عبور از یک کولر هوائی و یک مبدل حرارتی آبی و رسیدن به درجه حرارت 38 درجه سانتیگراد تقریباً از بالای برج وارد شده و بر اثر تماس گاز ترش با محلول منو اتانول آمین، گازهای هیدروژن سولفید و کربن دی اکسید جذب این محلول میشود، و گاز شیرین به سمت بالای برج میرود. گاز شیرین هنگام خروج از برج از یک دوش آب مقطر عبور کرده و شسته می شود تا بدین وسیله از تلف شدن منو اتانول آمین و کم شدن عمر اکسید آلومینیوم فعال درون برج های نم زدائی گاز جلوگیری به عمل آید.

گاز تصفیه شده پس از عبور از یک ظرف مایع گیر از یک برج نم زدائی گاز که دارای 31 تن اکسید آلومینیوم فعال است گذشته و کاملاً خشک شده و پس از عبور از یک ***** به سمت ایستگاه شهید کاوه پیشه هدایت می شود.

محلول منو اتانول آمین پس از جذب گازهای اسیدی هیدروژن سولفید و کربن دی اکسید به صورت منو اتانول آمین غنی شده از گازهای اسیدی از پایین برج خارج شده و پس از افت فشار در فلش درام به حدود 4 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع و عبور از یک مبدل حرارتی آمین کثیف و آمین تمیز از بالا وارد برج احیاء آمین غنی می گردد.

 

2- دفع گازهای اسیدی از محلول منو اتانول آمین

 

برای استفاده مجدد از محلول منو اتانول آمین بایستی گازهای اسیدی را از محلول منو اتانول آمین حذف نمود و به همین منظور محلول منو اتانول آمین کثیف را از بالا وارد برج احیاء می نمایند. فشار در برج احیاء حدود 0.4 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع می باشد. در پایین برج جوشاننده هایی وجود دارند که محلول آمین در آن به وسیله بخارآب حرارت داده می شود و در درجه حرارت محلول آمین به 110-116 درجه سانتیگراد می رسد گازهای اسیدی از محلول آمین خارج می شوند و همراه با بخارآب وارد مایع کننده هوائی می گردند که بخارآب متراکم شده و به آب تبدیل می شود.

بخارآب مایع شده و گازهای اسیدی سرد شده در جداکننده آب از هم جدا می شوند. آب حاصل در جداکننده به بالای برج احیای آمین به عنوان مایع برگشتی سرد شده فرستاده می شود و گازهای اسیدی به مشعل گاز اسیدی می رود و در آنجا سوزانده می شود.

آمین تمیز احیاء شده پس از تبادل حرارت با آمین سرد کثیف (غنی) به مخزن موج گیر آمین فرستاده می شود که از آن جا آمین تمیز به برج جذب گازهای اسیدی پمپ می گردد.

هر یک از واحدهای تصفیه گاز شامل وسائل و دستگاههایی به شرح ذیل است:

برج جذب گازهای اسیدی، برج احیاء آمین، برج های نم زدائی گاز

 

برج جذب گازهای اسیدی :

 

دارای 30 متر ارتفاع، 3 متر قطر و 7.5 سانتیمتر ضخامت و 154 تن وزن دارد. ساختمان داخلی برج های جذب به دو صورت است:

یا داخل برج از اجسام پنجره ای شکل پلاستیکی آکنده است و یا به صورت سینیهای موازی سوراخ دار با کلاهک مخصوص با فنجان های برگردان روی سینی جهت تماس بیشتر آمین با گاز طبیعی درون برج و کم کردن سرعت گاز و آمین و جلوگیری از ایجاد کف و بالا بردن راندمان تصفیه گاز ساخته شده است که هر دو نوع برج در پالایشگاه گاز بیدبلند وجود دارند.

 

برج احیاء آمین:

 

این برج جهت دفع گازهای اسیدی و یا به عبارت دیگر آمین غنی در آن احیاء میگردد. این برج 25 متر ارتفاع، 4 متر قطر، 3 سانتیمتر ضخامت و 60 تن وزن دارد. در دو ظرف این برج دو دستگاه جوشاننده وجود دارد. این مبدل ها به وسیله بخارآب فشار پایین که از دیگ های بخار ارسال می شود گرم شده باعث تبخیر آب مقطر موجود در محلول آمین می گردد و چون نقطه جوش آمین بالاتر است آمین داخل جوشاننده میماند و بخارات حاصل وارد برج گشته و گازهای اسیدی را از محلول آمین کثیف (غنی) جدا می کنند.

 

 

 

 

 

 

 

[azarafrooz 14221]

تعاریف:

1- آمین ریچ (rich amin) : آمینی است که گازهای H2S و CO2 را به

طور قابل ملاحظه ای به صورت محلول همراه داشته باشد .

2- آمین لین (lean amin ) : آمینی است که گاز های H2S و CO2 در آن به مقدار جزیی باشد .

 

 

1- روش تعیین درصد وزنی محلول دی اتانول آمین

 

وسایل لازم : ارلن ،بورت ، چگالی سنج ، پیپت

مواد شیمیایی لازم : اسید کلریدریک 0.5 نرمال ، معرف میکس ایندیکاتور

روش کار : حدود 50ml آب مقطر در ارلن 250ml ریخته و1ml دی اتانول آمین به ارلن اضافه نموده وسپس چند قطره معرف میکس ایندیکاتور به افزوده و ضمن به هم زدن با اسید کلریدریک نیم نرمال تیتر می نماییم تا رنگ محلول از آبی به قرمز کم رنگ تغییر کند.

چگالی محلول دی اتانول آمین را با چگالی سنج اندازه می گیریم.

 

 

2-روش اندازه گیری H2S در محلول لین و ریچ آمین

 

وسایل لازم : ارلن250ml ،بورت، پیپت

مواد شیمیایی لازم : ید با نرمالیته 0.02 ، ید با نرمالیته 0.01 ، محلول تیوسولفات سدیم 0.2N ، محلول تیوسولفات سدیم 0.1N ، اسید نیتریک 35%، استارچ 1%

روش کار:برای محلول لین آمین ابتدا 5ml محلول ید 0.02N در ارلن ریخته حدود 10ml آب مقطر و سپس 10ml اسید نیتریک 35% اضافه می کنیم ؛ضمن تکان دادن 10ml محلول لین آمین و سپس چند قطره استارچ به آب می افزاییم ، محلول را با تیوسولفات سدیم 0.02N تا از بین رفتن رنگ آبی تیتر می نماییم.

 

برای ریچ آمین ابتدا 10ml ید 0.1 نرمال در ارلن ریخته ، 10ml آب مقطر و 5ml اسید نیتریک 35% اضافه نموده ، ضمن تکان دادن 5ml محلول ریچ آمین به آن می افزاییم وچند قطره استارچ افزوده و با تیو سولفات سدیم 0.1 نرمال تا از بین رفتن رنگ آبی تیتر می نماییم.

 

 

3-روش اندازه گیری مقدار CO2 در محلول لین و ریچ آمین

 

هدف: اندازه گیری مقدار CO2 در محلول لین و ریچ آمین مصرفی در تصفیه گاز می باشد.

وسایل لازم: دستگاه اندازه گیری CO2 ، پیپت 1ml ، ترمومتر

مواد شیمیایی لازم: اسید سولفوریک 10% ، محلول گس کنفونینگ: برای تهیه آن 250g سولفات سدیم و 50ml اسید سولفوریک غلیظ را به حجم یک لیتر می رسانیم.

روش کار:

ابتدا دستگاه را چک کرده که شیرهای آن نشتی نداشته باشند، سپس شیر دستگاه را به حالت vent قرار می دهیم بعد 1ml محلول آمین را در ارلن دو راهه دستگاه ریخته ، بورت مدرج حاوی اسید سولفوریک 10% را روی آن محکم نصب میکنیم. شیر دستگاه را از حالتvent خارج و در جهت قسمت مدرج قرار میدهیم. سپس 3ml اسید سولفوریک 10% را از طریق بورت به ارلن منتقل میکنیم با تکان دادن ارلن و هم سطح کردن محلول گس کنفونینگ و قسمت مدرج، حجم گازهای تولید شده را اندازه گیری می نماییم که این حجم شامل حجم اسید اضافه شده (3ml) و حجم CO2 وH2S آزاد شده از محلول آمین می باشد و با کم کردن حجم اسید و H2S که قبلاً از طریق آزمایش مربوطه اندازه گیری می شود. حجم CO2 آزاد شده در شرایط آزمایشگاه به دست می آید. با توجه به دمای آزمایشگاه در زمان آزمایش حجم CO2 را در شرایط استاندارد محاسبه می نماییم.

 

4- روش اندازه گیری نمک های مقاوم در برابر حرارت

 

هدف: تعیین مقدار نمک های مقاوم در برابر حرارت در لین آمین و آمین ریکلیمر واحدهای تصفیه گاز می باشد.

وسایل لازم: حمام بخار، بالن 500ml و کندانسور و ارلن مربوطه، بورت مدرج، بشر کوچک 10ml، ارلن 250ml ، ترازو

مواد شیمیایی لازم: محلول KOH 0.5 نرمال، متانول خالص، معرف تیمول فتالئین

 

روش کار:

ابتدا مقدار حدود 100ml از آمین های لین و ریکلیمر را در بالن کندانسور ریخته و به مدت 4 ساعت در حمام بخار قرار می دهیم. پس از سرد شدن مقدار حدود 2g از آمین را در بشر کوچک در ترازو وزن می نماییم. در یک ارلن 50ml متانول و چند قطره معرف تیمول فتالئین به آن افزوده و با محلول KOH 0.5N تیتر می نماییم تا رنگ آبی ظاهر گردد، سپس آمین وزن شده را به محلول می افزائیم. در صورت وجود نمک های مقاوم رنگ آبی از بین می رود سپس تیتراسیون با KOH را تا ظهور مجدد رنگ آبی مشابه مرحله قبل ادامه می دهیم.

 

 

5- روش اندازه گیری آهن در لین آمین

 

وسایل لازم: کروسیبل، هیتر، کوره، دستگاه فتومتر، ترازو، بالن ژوژه 100ml ، پیپت 10ml

مواد شیمیایی لازم: اسید کلریدریک غلیظ ، اسید کلریدریک 3N ، آمونیوم پر سولفات، تیوسیانات پتاسیم 4N

روش کار:

کروسیبل خشک را وزن نموده و مقدار 10ml لین آمین در آن ریخته و وزن مینمائیم. سپس کروسیبل محتوی آمین را روی هیتر می گذاریم تا تبخیر گردد سپس آن را در کوره با دمای 600c به مدت 2 ساعت قرار می دهیم. پس از سرد شدن 10ml اسید کلریدریک غلیظ به آن افزوده و مجدداً روی هیتر قرار داده تا حجم آن به 1ml برسد. سپس کروسیبل را سرد نموده و محتویات آن را به بالن 100ml منتقل می نمائیم، بعد 10ml اسید کلریدریک 3N و 10 سی سی محلول پتاسیم تیوسیانات و حدود 0.2 گرم آمونیوم پرسولفات افزوده و با آب مقطر به حجم 100ml می رسانیم. جذب دستگاه فتومتر را با آب مقطر روی صفر تنظیم میکنیم سپس مقدار جذب محلول ها را در طول موج 525 نانومتر می خوانیم.

 

 

6- روش اندازه گیری تیوسولفات سدیم در آمین

 

وسایل لازم: ارلن 250ml ، بورت، پیپت

مواد شیمیایی لازم: محلول ید 0.02N ، محلول تیوسولفات سدیم 0.02N ، اسید کلریدریک غلیظ، استارچ 1%

روش کار:

برای نمونه آمین لین 10ml از نمونه در ارلن ریخته 5ml اسید کلریدریک غلیظ به آن افزوده و سپس 5ml ید 0.02N می افزائیم سپس چند قطره استارچ و بعد محلول را با تیوسولفات سدیم 0.02N تا از بین رفتن رنگ آبی تیتر می نمائیم.

 

 

7- روش اندازه گیری کلراید cl در آمین

 

مواد مورد نیاز: نیترات نقره 0.02N ، آمونیوم تیوسیانات NH4SCN 0.01N، Reagent NH4Fe(SO4)2 آمونیوم فریک سولفات 5% ، اسید نیتریک 50/50 یا 1/1 ، پرمنگنات پتاسیم 1N

روش کار:

مقدار 20 سی سی از آمین را برداشته ، سپس 20cc اسید نیتریک 50/50 به آن اضافه کرده و بعد 20cc آب مقطر به آن می افزائیم. برای 15 دقیقه حرارت داده (محلول نجوشد) و سپس سرد نمائید. حال قطره قطره پرمنگنات پتاسیم اضافه کنید تا زمانی که رنگ پرمنگنات پتاسیم برای مدت 30 ثانیه پایدار بماند. پس از آن 10cc نیترات نقره 0.02N به آن اضافه کنید. بعد 2cc آمونیوم فریک سولفات 5% اضافه نمایید. و در خاتمه با آمونیوم تیوسیانات 0.01N تیتر نمائید تا رنگ قرمز آجری کم رنگ ظاهر گردد.

 

 

 

 

 

 

 

[azarafrooz 14221]

برای جداسازی مواد ناخالص موجود در آب، با توجه به نوع مصرف آن عملیات مختلفی را باید انجام داد. روش تصفیه آب آشامیدنی شهرها با تصفیه آب تصفیه آب مورد نیاز در صنعت تفاوت دارد اگر چه ممکنست برخی از مراحل تصفیه در آنها مشترک باشد.

 

تصفیه آب آشامیدنی شامل چند مرحله نسبتاً ساده است ولی تصفیه آب صنعتی در مقایسه با آن بسیار پیچیده تر و شامل مراحل بیشتری است. عمل تصفیه مرحله به مرحله و به طور مداوم جریان دارد . هر یک از این مراحل عمل خاصی را انجام می دهند و دلیل وجود مراحل مختلف آن است که مواد موجود در آب دارای خصوصیات یکسان نیستند و قاعدتاً توسط یک عمل خاص جدا نمی شوند مثلاً رزین تعویض یون نمک های معدنی محلول در آب را جدا می کند ولی قادر به جداسازی مواد آلی محلول در آن نیست.فیلـــــتر کردن، مواد جامد و معلق را حذف می کند ولی مواد محلول را جدا نمی کند.

 

مراحل تصفیه به طور کلی شامل راسب کردن، فیلـــــــــتر کردن، نمک گیری و در بعضی مواقع تقطیر، برخی عملیات شیمیایی و حتی بیولوژیکی و غیره است. آب خالص براساس تئوری باید دارای مقاومت مخصوصی برابر 18.3 مگا اهم در هر سانتیمتر در 25 درجه سانتیگراد باشد ولی در عمل به دست آوردن این گونه آب بسیار مشکل است و این به دلیل انحلال گازهای موجود در اتمسفراست وهمچنین مواد جامد ظرفی که آب در آن قراردارد می باشد.

 

وجود یا عدم وجود ناخالصی رامی توان توسط کمیتی به نام مقاومت مخصوص که واحد آن اهم در سانتیمتر است، بیان نمود.

 

هرچه مقدار این کمیت بیشتر باشد مقدار ناحالصی کمتر است درجات مختلف خلوص آب را می توان به دسته هایی تقسیم نمود.

1- آب مطلقاً خالص (مقاومت مخصوص 18.3 مگا اهم در سانتیمتر در 25 درجه سانتیگراد)

2- اب بی اندازه خالص (مقاومت مخصوص بیشتر از یک مگا اهم در سانتیمتر)

3- آب خیلی خالص (مقاومت مخصوص یک مگا اهم در سانتیمتر)

4- آب با درجه خلوص کم (مقاومت مخصوص کمتر از یک مگا اهم در سانتیمتر)

5- آب خالص بیولوژیکی

 

حذف ذرات معلق

 

اولین مسئله ای که معمولاً در صنعت تصفیه آب با آن روبه رو هستیم، مسئله ذرات معلق در آب است البته در این جا مقصود ما از ذرات معلق در این است که یا به صورت کلوئیدی در آب وجود دارند مانند ذرات خاک رس و یا ذرات درشتتری که به سادگی در اثر ماندن راسب نمیشوند. وجود این مواد در آبی که برای آشامیدن یا صنعت کاربرد دارد از بسیاری جهات مضر است و باید حذف شوند. در صنایعی که آب مصرفی خود را از آب های سطحی تهیه می کنند معمولاً نیاز به برطرف کردن کدری آب دارند. کدری در آب باعث تولید رسوب در لوله ها، وسایل و دستگاهها و غیره می شود و برای اکثر پروسس های صنعتی مزاحمت ایجاد می نماید.

 

با توجه به نظریه مربوط به پایداری کلوئیدها و ذرات معلق در آب که علت آن به واسطه باردار بودن سطح ذرات معلق است، باید وسیله ای فراهم کرد که بار سطحی ذرات را خنثی کند . چه فقط در این حالت است که ذرات می توانند به یکدیگر نزدیک شده و پس از برخورد به هم بچسبند و تحت نیروی جاذبه رسوب نمایند.

 

انعقاد دقیقاً پروسسی است که چنین کاری را انجام میدهد به عبارت دیگر انعقاد بار ذرات معلق را خنثی می کند و ذرات پس از این پروسس دیگر یکدیگر را دفع نمیکنند و در نتیجه در کنار یکدیگر مجتمع می شوند.

 

لخته شدن پروسسی است که در آن ذرات ریز و معلق بدون بار با کارایی بیشتری به یکدیگر چسبیده، ذرات بزرگتری را به وجود می آورند، این ذرات بزرگ تر را اصطلاحاً فلاک ((floc می نامند.

 

زلال سازی آب و عاری کردن آن از مواد معلق با استفاده از نمک های آلومینیوم یا آهن سه ظرفیتی و برخی ترکیبات دیگر انجام می شود. این کاتیون ها به علت آن که بار مثبت زیادی را حمل می کنند به سادگی بار منفی ذرات کلوئیدی را خنثی می کنند.

استفاده از آهن دو ظرفیتی فقط وقتی که اکسایش به فریک انجام شود مجاز است زیرا آهن فقط در حالت سه ظرفیتی است که رسوب می کند و از محیط عمل خارج می شود.

 

نرم کردن آب با زئولیت سدیم:

روش فوق اولین کاربرد صنعتی مبادله یونی بوده، و متداول ترین روشی است که در تصفیه آب به کار گرفته می شود.

 

در این پروسس، آب از میان بستری از ماده زئولیت عبور می کند و یون های سدیم جایگزین یون های کلسیم و منیزیم مولد رسوب سختی میشود. آب به دست آمده، آب نرم بوده که از آن برای تغذیه دیگ بخار و گروه کثیری از پروسس های شیمیایی استفاده می شود.

[azarafrooz 14221]

1- اندازه گیری PH

هدف: تعیین PH آب های بویلر، برج خنک کننده ، دستگاه تعویض یونی، دستگاه آب مقطر سازی، آب آشامیدنی و... در دامنه 0-14 می باشد.

 

2- اندازه گیری شدت هدایت الکتریکی

هدف: اندازه گیری میزان شدت هدایت الکتریکی در نمونه آب های بویلرها، برج خنک کننده، آب مقطر سازی ... و محلول های شیمیایی بر حسب مورد می باشد.

 

روش کار:

دستگاه شامل دو قسمت می باشد: قسمت اندازه گیری، سل الکترولیتی

در قسمت اندازه گیری آن یک سلکتور وجود دارد که 4 موقعیت را نشان می دهد. یکی مربوط به Test و سه تای دیگر 1*، 100*و 1000* میباشد.

سل را با نمونه مورد آزمایش پر می کنیم حجم نمونه باید حداقل cc12 باشد، کلید را روی وضعیت 1* قرار می دهیم و درجه را به طرف 100 حرکت می دهیم، یک تست اولیه انجام می دهیم یعنی دکمه on را فشار می دهیم اگر عقربه به طرف راست منحرف شد، شدت هدایت الکتریکی زیر 100 میکروموس بر سانتیمتر می باشد. سپس آهسته در خلاف جهت حرکت عقربه ساعت حرکت میدهیم تا عقربه روی مرکز بایستد. اکنون عدد مقابل درجه شدت هدایت الکتریکی نمونه است.

 

چنان چه در تست اولیه عقربه به سمت چپ منحرف شده، شدت هدایت الکتریکی بالای 100 میکروموس بر سانتیمتر است. در این صورت کلید سلکتور را به طرف 100* می بریم.

 

 

3- اندازه گیری کل جامدات حل شده TDS

روش کار:

ابتدا شدت هدایت الکتریکی را اندازه گرفته، سپس با استفاده از فرمول مقدار TDS را به دست می آوریم.

0.7 * شدت هدایت الکتریکی در نمونه = کل جامدات حل شده بر حسب (TDS) ppm

 

 

4- روش اندازه گیری P.ALK

هدف: تعیین P.ALK انواع نمونه های آب های صنعتی پالایشگاه میباشد.

وسایل مورد نیاز: ارلن 250ml ، بورت 25ml ، پیپت ml10 ، سیلندر 100ml

مواد شیمیایی مورد نیاز: اسید سولفوریک N0.02 ، معرف فنل فتالئین

 

روش کار:

10ml از نمونه در ارلن ریخته و چند قطره فنل فتالئین به آن اضافه می کنیم سپس با اسید سولفوریک 0.02N تیتراسیون را انجام، تا رنگ ارغوانی از بین برود.

 

در صورتی که P.ALK کم باشد به جای 10ml از 100ml استفاده میکنیم.

 

5- روش اندازه گیری M.ALK

هدف : تعیینM.LAK انواع نمونه های آب های صنعتی پالایشگاه میباشد.

وسایل مورد نیاز: ارلن250 ml ، پیپت10ml ،بورت مدرج 25ml ، سیلندر100ml .

مواد شیمیایی مورد نیاز: اسید سولفوریک0.02N ،متیل اورانژ.

 

روش کار :

10ml از نمونه برداشته و چند قطره متیل اورانژ به آن افزوده و با اسید سولفوریک 0.02N تیتر می کنیم تا رنگ محلول از سبز به قرمز قهوه ای تبدیل شود.

اگر کم باشد به جای 10ml از 100ml استفاده می کنیم.

 

6- اندازه گیری سختی کل T.H

وسایل مورد نیاز: ارلن 250ml ، استوانه مدرج، بورت ،پیپت

مواد شیمیایی مورد نیاز:معرف سیاه اریوکروم بلک T ، معرف بافر آمونیاکی ، محلول EDTA 0.02N

روش کار:

100ml از نمونه در ارلن ریخته و به 2.5ml محلول تامپون ( بافر آمونیاکی ) اضافه می کنیم سپس یک قاشق اریو کروم بلک T می ریزیم وبا EDTA تیتر می کنیم تا رنگ آبی ظاهر گردد.

 

اگر مقدارسختی بالا باشد به جای 100ml از 10ml استفاده می کنیم .

 

7- اندازه گیری سختی کلسیم

وسایل مورد نیاز: ارلن ، استوانه مدرج ، بورت، پیپت

مواد شیمیایی لازم: معرف مورکسید، محلول EDTA 0.02 N ، محلول هیدروکسید سدیم 4N

روش کار:

10ml از نمونه رادرارلن ریخته و 2ml هیروکسید سدیم اضافه کرده سپس یک قاشق کوچک ار معرف مورکسید اضافه کرده و با EDTA تیتر می کنیم تا رنگ محلول از صورتی به بنفش تغییر نماید.

در صورتی که مقدار کلسیم کم باشد به جای 10ml از100ml نمونه استفاده می کنیم.

 

8- اندازه گیری سختی Mg

هدف : تعیین مقدار سختی منیزیم در آب های صنعتی پالایشگاه می باشد

سختی کلسیم – سختی کل = سختی منیزیم به ppm ( برحسب caco3 )

 

9- روش اندازه گیری کلراید

هدف: تعیین مقدار کلراید در آب های صنعتی پالایشگاه می باشد.

وسایل لازم : ارلن ، بورت ، پیپیت

مواد شیمیایی لازم : محلول نیترات نقره استاندارد 0.02N ،کرومات پتاسیم 10%

 

روش کار :10ml از نمونه را در ارلن ریخته وچند قطره کرومات پتاسیم اضافه کرده سپس با نیترات نقره تیتر می کنیم . پایان تیتراسیون ظهور رنگ قرمز آجری است.

اگر کلراید کم باشد به جای 10ml از 100ml استفاده می کنیم .

 

10- روش اندازه گیری چگالی آب نمک( SPG)

هدف: تعیین چگالی آب نمک مصرفی در احیاء رزین های تعویض یونی می باشد .

وسایل مورد نیاز : چگالی سنج ، سیلندر مربوطه

روش کار: سیلندر استوانه ای مخصوص را با آب نمک پر کرده و چگالی سنج را در آن قرار می دهیم ؛ دمای نمونه باید حدود 25 درجه سانتی گراد باشد؛ مقدار چگالی آب نمک را با زاویه دید از رو به رو می خوانیم .

 

11- روش اندازه گیری سیلیس

هدف : تعیین سیلیس درآب بویلرها و نمونه های دیگر آب پالایشگاه

وسایل مورد نیاز: سیلندر 50ml ، پیپیت ، دستگاه کمپراتور

 

مواد شیمیایی لازم: اسید هیدرو کلریک 5N ، آمونیوم مولیبدات ، اسید اگزالیک، آمینونفتول

روش کار: 10ml از نمونه به اضافه ی 1ml از اسید هیدروکلریک وسپس 2ml آمونیوم مولیبدات اضافه کرده و بعد از 5 دقیقه 1.5ml اسید اگزالیک و بعد از یک دقیقه 2ml آمینو نفتول به آن اضافه می کنیم تا رنگ آبی حاصل گردد ؛ حجم باید با آب مقطر به 50ml رسانده شود سپس با دستگاه کمپراتور رنگ محلول را با رنگ دیسک دستگاه مقایسه می کنیم .

 

12- روش اندازه گیری سولفیت

هدف : تعیین مقدارسولفیت موجود در آب بویلر ها

مواد لازم :یدور یدات پتاسیم ، فنول فتالئین ، HCL غلیظ ، چسب نشاسته 0.5%

روش کار : 50ml ازنمونه را در ارلن ریخته و به آن چند قطره فنول فتالئین افزوده وسپس چند قطره اسید هیدروکلریک غلیظ اضافه نموده تا بی رنگ شود وبعد چند قطره چسب نشاسته اضافه کرده و در نهایت با محلول یدور یدات پتاسیم تیتر می کنیم تارنگ آبی ظاهر شود.

 

 

13-روش اندازه گیری آهن

هدف : تعیین مقدار آهن در آب برج خنک کننده و بویلرها

وسایل لازم : استوانه مدرج ، بالن ژوژه 100ml ، پیپت، دستگاه فتومتری، هیتر

مواد شیمیایی لازم: HCL غلیظ، HCL 3N ، آمونیوم پر سولفات 0.5g ، پتاسیم تیوسیانات 4N

 

روش کار: مقدار 50ml از نمونه را برداشته و به آن 5ml از HCL غلیظ اضافه می کنیم و سپس آن را روی هیتر با حرارت کم به مدت 5 دقیقه می جوشانیم و پس از سرد شدن به بالن 100ml منتقل کرده و بعد 5ml، HCL 3N و مقداری حدود 0.5g آمونیوم پر سولفات به آن اضافه و سپس 10ml پتاسیم تیوسیانات 4N به آن اضافه می کنیم تا رنگ محلول قرمز شود، آن گاه حجم محلول را با آب مقطر به 100ml می رسانیم. جذب دستگاه را با محلول بلنک روی صفر تنظیم می کنیم و سپس جذب نمونه را می گیریم؛ در طول موج 525nm

 

14- روش اندازه گیری فسفات

هدف: تعیین فسفات در اب بویلرها

وسایل لازم: دستگاه lovibond و سل های مربوطه ، پیپت

مواد شیمیایی لازم: آمونیوم مولیبدات، هیدروکینون، کربنات سولفیت، اسید سولفوریک

 

روش کار:

15ml از نمونه را در سل مربوطه ریخته و سپس 2ml آمونیوم مولیبدات و 1ml هیدروکینون و 2ml کربنات سولفیت به آن اضافه می کنیم، در صورت وجود فسفات رنگ نحلول آبی می شود. جهت تهیه محلول شاهد به 5ml نمونه، 1ml هیدروکینون، 2ml کربنات سولفیت و 2ml اسید سولفوریک اضافه می نماییم. سلها را در دستگاه قرار داده و رنگ محلول را با رنگ دیسک مقایسه کرده، غلظت فسفات بر حسب ppm را مستقیماً به وسیله دیسک می خوانیم.

 

15- روش اندازه گیری سود سوزآور

هدف: اندازه گیری مقدار سود سوزآور در آب بویلرها

روش کار:

اندازه گیری سود سوزآور به صورت محاسباتی صورت می گیرد، به این شکل که در آب بویلر ابتدا P.ALK و M.ALK طبق روش های مربوطه انجام می گیرد سپس با استفاده از فرمول زیر مقدار سود سوزآور در آب بویلر محاسبه می گردد.

M – 2P = سود سوزآور به ppm بر حسب کربنات کلسیم

 

16- روش اندازه گیری کلرین

هدف: تعیین مقدار کلرین در آب های برج خنک کننده و آشامیدنی میباشد.

وسایل لازم: دستگاه lovibond2000 ، دیسک کلرین

مواد لازم: اسید 5-تولیدین: برای تهیه آن 1g پودر 5-تولیدین را در 100ml HCL غلیظ حل سپس با آب مقطر به حجم یک لیتر می رسانیم.

 

روش کار:

10ml از نمونه آب را در سل نمونه دستگاه ریخته و چند قطره اسید 5-تولیدین به آن اضافه می کنیم. در سل دیگر 10ml نمونه می ریزیم ، هر دو سل را در دستگاه قرار داده و رنگ زرد حاصل از کلرین آزاد را بلافاصله با دیسک کلرین مقایسه می نماییم. مقدار کلرین آزاد را مستقیماً به وسیله دیسک می خوانیم.

 

17- روش اندازه گیری میزان آمین فیلم شده با استفاده از کیت مخصوص

هدف: اندازه گیری میزان نالکو354 در آب برگشتی از واحدهای تصفیه گاز میباشد.

روش کار:

10ml نمونه را داخل لوله مخصوص آزمایش ریخته و محتویات یک عدد آمپول دو سر را به آن اضافه نمائید، بعد از جدا شدن فازها با استفاده از آمپول یک سر فاز پایین را برداشته و رنگ آن را با دستگاه کمپراتور مقایسه می کنیم.

 

18- روش اندازه گیری O.PO4 در آب برج خنک کننده

مواد لازم: H2SO4 1N، آمونیوم پر سولفات 0.5g ،محلول TP1 :9.15g آمونیوم مولیبدات+700ml آب مقطر، حل کرده

در ظرف دیگری: 1.15g بیسموت نیترات +285ml اسید نیتریک غلیظ، حل کرده؛ اکنون دو محلول را با هم کخلوط کرده و به حجم 100ml می رسانیم.

محلول XP2 : 0.5g اسید اسکوربیک را در 50ml آب مقطر حل میکنیم.

 

روش کار:

100ml از نمونه برج را در ارلن ریخته و 0.5g آمونیوم پر سولفات و 1ml H2SO4 1N به آن اضافه نموده به مدت 45 دقیقه می جوشانیم، بعد از سرد شدن محلول را در یک بالن ژوژه 100ml به حجم می رسانیم. 3ml از این محلول را برداشته و به آن 10ml آب مقطر، 2cc محلول TP1 و 1cc محلول XP2 اضافه و بعد از 10 دقیقه جذب آن را به وسیله دستگاه فتومتر در طول موج 650nm اندازه گیری نمود.