تجفيف الجليكول

التجفيف بالجليكول هو نظام تجفيف سائل يُستخدم لإزالة الماء من الغاز الطبيعي وسوائل الغاز الطبيعي . وهو الطريقة الأكثر شيوعًا واقتصادية لإزالة الماء من هذه السوائل. ^{[ 1 ]} تشمل أنواع الجليكول الشائعة الاستخدام في الصناعة: ثلاثي إيثيلين جليكول (TEG)، وثنائي إيثيلين جليكول (DEG)، وإيثيلين جليكول (MEG)، ورباعي إيثيلين جليكول (TREG). يُعدّ ثلاثي إيثيلين جليكول (TEG) أكثر أنواع الجليكول استخدامًا في الصناعة. ^{[ 1 ]}

تُستخدم وحدة تجفيف الجليكول لإزالة الماء من الغاز الطبيعي وسوائله. عند استخراجه من الخزان ، يحتوي الغاز الطبيعي عادةً على كمية كبيرة من الماء، ويكون مشبعًا تمامًا أو عند نقطة تكثف الماء . قد يُسبب هذا الماء العديد من المشاكل للعمليات والمعدات اللاحقة. عند درجات الحرارة المنخفضة، قد يتجمد الماء في الأنابيب، أو كما هو شائع، يُشكّل هيدرات مع ثاني أكسيد الكربون _{والهيدروكربونات} (وخاصةً هيدرات الميثان). اعتمادًا على التركيب، قد تتشكل هذه الهيدرات عند درجات حرارة عالية نسبيًا، مما يؤدي إلى انسداد المعدات والأنابيب. ^{[ 1 ]} تعمل وحدات تجفيف الجليكول على خفض نقطة تكوّن الهيدرات في الغاز من خلال إزالة الماء.

بدون التجفيف، قد تترسب طبقة من الماء الحر (الماء السائل) من الغاز الطبيعي أثناء تبريده أو خفض ضغطه عبر المعدات والأنابيب. غالبًا ما تحتوي هذه الطبقة من الماء الحر على بعض الغازات الحمضية (مثل كبريتيد الهيدروجين _وثاني أكسيد الكربون ₎ وقد تسبب التآكل . ^{[ 1 ]}

لهذا السببين المذكورين أعلاه، تحدد جمعية معالجي الغاز مواصفات جودة خطوط أنابيب الغاز بحيث لا يتجاوز محتوى الماء 7 أرطال لكل مليون قدم مكعب قياسي . ^{[ 1 ]} يجب أن تستوفي وحدات تجفيف الجليكول هذه المواصفات كحد أدنى، على الرغم من أنه قد يلزم إزالة المزيد من الماء إذا لزم خفض درجة حرارة تكوين الهيدرات بشكل أكبر، كما هو الحال في المراحل السابقة لعملية التبريد العميق أو محطة الغاز .

يُضخ الجليكول النقي الخالي من الماء (بنسبة نقاء تزيد عن 99%) إلى أعلى جهاز الامتصاص (المعروف أيضًا باسم "مفاعل الجليكول") حيث يتلامس مع تيار الغاز الطبيعي الرطب. يزيل الجليكول الماء من الغاز الطبيعي عن طريق الامتصاص الفيزيائي، ثم يُنقل إلى أسفل العمود. عند خروجه من جهاز الامتصاص، يُشار إلى تيار الجليكول غالبًا باسم "الجليكول الغني". يخرج الغاز الطبيعي الجاف من أعلى عمود الامتصاص ويُضخ إما إلى شبكة أنابيب أو إلى محطة معالجة الغاز. يمكن أن تكون أجهزة امتصاص الجليكول إما أعمدة ذات صواني أو أعمدة معبأة.

بعد خروج الجليكول المركز من جهاز الامتصاص، يُنقل إلى وعاء التبخير حيث تُزال أبخرة الهيدروكربونات وتُفصل أي هيدروكربونات سائلة عن الجليكول. هذه الخطوة ضرورية لأن جهاز الامتصاص يعمل عادةً تحت ضغط عالٍ، ويجب خفض الضغط قبل عملية التجديد. ونظرًا لتركيب الجليكول المركز، تتشكل طبقة بخارية ذات محتوى عالٍ من الهيدروكربونات عند خفض الضغط.

بعد خروج الجليكول المركز من وعاء التبخير، يُسخّن في مبادل حراري ويُغذّى إلى وحدة التجريد (المعروفة أيضًا باسم المُجدِّد). تتكون وحدة تجريد الجليكول من عمود، ومكثف علوي، ومُسخِّن . يُجدَّد الجليكول حراريًا لإزالة الماء الزائد واستعادة نقائه العالي. تُستخدم الجليكولات المركزة في نقل الحرارة والتبريد، حيث تُحسِّن من خصائص نقل الحرارة. عند مزجها بالماء، تُوفِّر الجليكولات خصائص نقل حرارة متنوعة، كما تمنع تجمُّد الماء في درجات الحرارة المنخفضة داخل نظام الأنابيب. بالإضافة إلى ذلك، يُعدّ الجليكول مادة كيميائية شائعة الاستخدام في العديد من التطبيقات التجارية والصناعية، بما في ذلك مانع التجمُّد وسائل التبريد. يُساعد إيثيلين جليكول على منع تجمُّد محرك السيارة في الشتاء، ويعمل كمُبرِّد لتقليل ارتفاع درجة الحرارة في الصيف.

يُبرَّد الجليكول الساخن قليل التركيز عن طريق التبادل المتقاطع مع الجليكول عالي التركيز الداخل إلى وحدة التجريد. ثم يُضخ إلى مضخة تركيز منخفض حيث يُرفع ضغطه إلى ضغط وحدة امتصاص الجليكول. يُبرَّد المذيب قليل التركيز مرة أخرى باستخدام مُبرِّد إضافي قبل إعادته إلى وحدة الامتصاص. يمكن أن يكون هذا المُبرِّد الإضافي إما مبادلًا متقاطعًا مع الغاز الجاف الخارج من وحدة الامتصاص أو مبادلًا مُبرَّدًا بالهواء. ^{[ 2 ]}

تتميز معظم وحدات الجليكول بتجانسها إلى حد كبير باستثناء مرحلة التجديد. وتُستخدم عدة طرق لتحسين عملية فصل الجليكول إلى درجات نقاء أعلى (وهي درجات نقاء أعلى مطلوبة لغاز التجفيف الخارج من الممتص). ولأن درجة حرارة إعادة الغليان محدودة بـ 400 درجة فهرنهايت أو أقل لمنع التحلل الحراري للجليكول، فإن معظم الأنظمة المحسّنة تركز على خفض الضغط الجزئي للماء في النظام لزيادة عملية الفصل.

تشمل الطرق المحسنة الشائعة استخدام غاز التجريد، واستخدام نظام فراغ (خفض ضغط جهاز التجريد بالكامل)، وعملية DRIZO، وهي مشابهة لاستخدام غاز التجريد ولكنها تستخدم مذيب هيدروكربوني قابل للاسترداد، وعملية Coldfinger حيث يتم تكثيف الأبخرة في جهاز إعادة الغليان جزئيًا وسحبها بشكل منفصل عن السائل الرئيسي.

• موقع جمعية موردي معالجات الغاز
• التجفيف باستخدام الجليكول على موقع SPE Petrowiki
• تعليقات من وكالة حماية البيئة بشأن أفضل الممارسات في تجفيف الغاز الطبيعي
• وصف عملي لتجفيف الجليكول في حقول النفط، بما في ذلك مشاكل التشغيل والعناية بالجليكول.