سولفیران چیست؟

سولفیران فرایندی است که سولفید هیدروژن را از جریان گازی حذف و به صورت مستقیم و در یک مرحله توسط یک کاتالیست هموژن حاوی محلول کمپلکس از نمک آهن معروف به کیلات آهن به گوگرد عنصری تبدیل می کند. در طی این فرایند،سولفیران هیدوژن به طور سریع و کاملا انتخابی توسط محلول کیلات آهن، جذب می شود و سپس در اثر واکنش اکسیداسیون احیا، تبدیل به گوگرد می شود به این نوع فرایندها در صنعت پالایش گاز، فرایندهای Liquid Redox  اطلاق می شود. تمام مراحل توسعه دانش فنی سولفیران، از آزمایشگاه تا پایلوت در پژوهشگاه صنعت نفت و با تلاش های مسئول طرح سولفیران آقای مهندس خالد فرصت و مخترع کاتالیست آن  آقای مسیح حسینی جناب به موفقیت کامل رسید و برای صنعتی کردن این دانش فنی یک واحد به ظرفیت 450هزار فوت مکعب در روز در پالایشگاه فجر جم طراحی، نصب و راه اندازی شده که به لحاظ ظرفیت در ابعاد یک واحد کوچک صنعتی محسوب می شود.
فرایند سولفیران و اهمیت آن را توضیح دهید؟
سولفیران فرایندی است که برای حذف گاز سولفید هیدروژن از جریانات گازی کاربرد دارد. گاز سولفید هیدروژن توسط یک محلول کاتالیستی در یک مرحله و بطور مستقیم به گوگرد عنصری تبدیل می شود. یعنی برخلاف سیستم های آمین که حذف و تبدیل گاز سولفید هیدروژن در دو مرحله انجام می شود. در فرآیند سولفیران حذف و تبدیل سولفید هیدروژن به گوگرد عنصری همزمان اتفاق می افتد این فن آوری اولین بار است که با این ماهیت در ایران و در پژوهشگاه صنعت نفت ابداع شده و با استفاده از آن می توان بسیاری از گازهای ترش را با توجه به جنبه های اقتصادی تصفیه کرد. سولفیران می تواند سولفید هیدروژن را بصورت 100در صد از گاز حذف نماید.
کاربردهای این فرایند راتوضیح دهید؟
این فرآیند برای حذف سولفید هیدروژن با غلظت متوسط ازتمامی گازها قابل استفاده می باشد. تصفیه گاز طبیعی، تصفیه   Fuel gas‌‌ ، تصفیه اسید گاز واحدهای آمین، تصفیه Tail gas واحد کلاوس و گازهای همراه از کاربردهای رایج این نوع فرایند در صنایع مختلف نفت، گاز و پتروشیمی است. سولفیران می تواند بصورت 100 درصد سولفید هیدروژنS(2)H را از گاز حذف کند. وقتی سولفیران اقتصادی است که مقدار گوگرد موجود در گاز بین 200 کیلوگرم تا 20 تن در روز باشد. اگر مقدار گوگرد کمتر از 200 کیلوگرم در روز باشد. اسکا ونجرهای شیمیائی استفاده می شوند و اگر بیشتر از 20 تن در روز باشد واحد کلاوس )Claus( معمولاً اقتصادی است. اما Tail gas واحدهای کلاوس نیز باید تصفیه شوند بنابراین فرایند سولفیران می تواند برای اصلاح واحد کلاوس یعنی تصفیه Tail gas‌‌آن نیز بکار برده شود. اگر غلظت هیدروژن سولفید کمتر از 20 درصد در اسید گاز ورودی به واحد کلاوس باشد واحد کلاوس با مشکل مواجه می شود سولفیران برای تصفیه این نوع اسید گاز ورودی به واحد کلاوس مفید است.
جنبه های زیست محیطی سولفیران چیست؟

سولفیران فرایندی است که سولفید هیدروژن را از جریان گازی حذف و به صورت مستقیم و در یک مرحله توسط یک کاتالیست هموژن حاوی محلول کمپلکس از نمک آهن معروف به کیلات آهن به گوگرد عنصری تبدیل می کند. در طی این فرایند،سولفیران هیدوژن به طور سریع و کاملا انتخابی توسط محلول کیلات آهن، جذب می شود و سپس در اثر واکنش اکسیداسیون احیا، تبدیل به گوگرد می شود به این نوع فرایندها در صنعت پالایش گاز، فرایندهای Liquid Redox  اطلاق می شود. تمام مراحل توسعه دانش فنی سولفیران، از آزمایشگاه تا پایلوت در پژوهشگاه صنعت نفت و با تلاش های مسئول طرح سولفیران آقای مهندس خالد فرصت و مخترع کاتالیست آن  آقای مسیح حسینی جناب به موفقیت کامل رسید و برای صنعتی کردن این دانش فنی یک واحد به ظرفیت 450هزار فوت مکعب در روز در پالایشگاه فجر جم طراحی، نصب و راه اندازی شده که به لحاظ ظرفیت در ابعاد یک واحد کوچک صنعتی محسوب می شود.
فرایند سولفیران و اهمیت آن را توضیح دهید؟
سولفیران فرایندی است که برای حذف گاز سولفید هیدروژن از جریانات گازی کاربرد دارد. گاز سولفید هیدروژن توسط یک محلول کاتالیستی در یک مرحله و بطور مستقیم به گوگرد عنصری تبدیل می شود. یعنی برخلاف سیستم های آمین که حذف و تبدیل گاز سولفید هیدروژن در دو مرحله انجام می شود. در فرآیند سولفیران حذف و تبدیل سولفید هیدروژن به گوگرد عنصری همزمان اتفاق می افتد این فن آوری اولین بار است که با این ماهیت در ایران و در پژوهشگاه صنعت نفت ابداع شده و با استفاده از آن می توان بسیاری از گازهای ترش را با توجه به جنبه های اقتصادی تصفیه کرد. سولفیران می تواند سولفید هیدروژن را بصورت 100در صد از گاز حذف نماید.
کاربردهای این فرایند راتوضیح دهید؟
این فرآیند برای حذف سولفید هیدروژن با غلظت متوسط ازتمامی گازها قابل استفاده می باشد. تصفیه گاز طبیعی، تصفیه   Fuel gas‌‌ ، تصفیه اسید گاز واحدهای آمین، تصفیه Tail gas واحد کلاوس و گازهای همراه از کاربردهای رایج این نوع فرایند در صنایع مختلف نفت، گاز و پتروشیمی است. سولفیران می تواند بصورت 100 درصد سولفید هیدروژنS(2)H را از گاز حذف کند. وقتی سولفیران اقتصادی است که مقدار گوگرد موجود در گاز بین 200 کیلوگرم تا 20 تن در روز باشد. اگر مقدار گوگرد کمتر از 200 کیلوگرم در روز باشد. اسکا ونجرهای شیمیائی استفاده می شوند و اگر بیشتر از 20 تن در روز باشد واحد کلاوس )Claus( معمولاً اقتصادی است. اما Tail gas واحدهای کلاوس نیز باید تصفیه شوند بنابراین فرایند سولفیران می تواند برای اصلاح واحد کلاوس یعنی تصفیه Tail gas‌‌آن نیز بکار برده شود. اگر غلظت هیدروژن سولفید کمتر از 20 درصد در اسید گاز ورودی به واحد کلاوس باشد واحد کلاوس با مشکل مواجه می شود سولفیران برای تصفیه این نوع اسید گاز ورودی به واحد کلاوس مفید است.
جنبه های زیست محیطی سولفیران چیست؟
یکی از کارکردهای مهم این فرایند در زمینه زیست محیطی است. گازهایی که حاوی هیدروژن سولفید بوده و به آتمسفر فرستاده می شوند بدلیل مشکلات زیست محیطی، باران های اسیدی و آلودگی هوا و آب و خاک که از عوارض نشت این گاز مضر به محیط زیست است، بااین فرایند تصفیه شده و از این منظر فرایند سولفیران یک فرایند سبز است.
فرایند سولفیران چگونه کار می کند؟
در این فرایند یک محلول کیلات آهن به عنوان جاذب کاتالیستی استفاده می شود. این محلول که حاوی یون های آهن بصورت فریک و فرو می باشد. نقش اصلی را در تصفیه گاز به عهده دارد. در بخش جذب ابتدا یونهای فریک با هیدروژن سولفید تماس پیدا کرده و واکنش اکسید و احیاء انجام می گیرد. به این صورت که هیدروژن سولفید اکسید شده و به گوگرد عنصری تبدیل می شود و یون های فریک به فرو احیاء‌ می شوند. محلول که حاوی یون های فرو و گوگرد عنصری است در ادامه وارد یک تانک احیاء می شود در این تانک با تزریق هوا به درون محلول یون های فرو دوباره به حالت فریک تبدیل می شوندو به این صورت محلول بازیابی و احیاء می گردد. بخشی از محلول حاوی گوگرد جهت جداشدن گوگرد از محلول به سیستم جداسازی گوگرد هدایت می شود.
محلول مورد استفاده در این فرایند سولفیران چه ویژگی هایی دارد؟
محلول مورد استفاده در این فرایند به دسته <مایعات ردوکس)Liquid Redox( > تعلق دارد یعنی مایعاتی که قابلیت اکسید و احیاء شدن را دارند یک خانواده از مایعات ردوکس، و از بهترین و مهمترین آنها <کیلات های آهن> هستند که در فرایند سولفیران انتخاب و استفاده می شوند این محلول قلیائی است و آهن در این محیط به صورت هموژن و پایدار حضور دارد و رسوب نمی کند.از منظر دیگر محلول فرایند سولفیران یک< کاتالیزور هموژن> است از نوع هموژن آبی، کاری که این کاتالیست انجام می دهد واکنش اکسید شدن هیدروژن سولفید توسط اکسیژن را خیلی خیلی سریع می کند بطوری که می توان گفت سرعت این اکسید شدن " آنی " است این محلول مصرف نمی شود بلکه مرتباً احیاء و اکسید می شود.
مزایای محلول سولفیران چیست؟
از مزایای این محلول یکی این است که سمی نیست خورندگی آن نسبت به کربن استیل خیلی کم تر  و در حد مجاز است. این محلول می تواند در دماهای سرد و دماهای محیط بدون نیاز به گرم کردن عمل کند و قادر است تا 99/99 درصد از گاز سولفید هیدروژن راحذف کند بیشتر ترکیباتی که در ساخت محلول بکار می روند ساخت داخل کشور بوده و می توان از آنها استفاده کرد این محلول نسبتاً ارزان قیمت و تمام مواد اولیه آن بصورت تجاری در دسترس می باشد و برای کاربردهای مختلف می توان فرمولاسیون آن را براحتی تغییر داد یعنی بر حسب تغییر در ترکیب گاز خوراک و شرایط عملیاتی، محلول کاتالیست انعطاف پذیر است. این محلول میتواند بصورت خیلی غلیظ ساخته شود. تمام دانش ساخت محلول و فرایند داخلی است و تا کنون 3 ثبت اختراع بین المللی در زمینه فرایند و محلول داشته ایم.
فرایند و محلول سولفیران در مورد گازهای دیگر چگونه عمل می کنند؟
فرایند سولفیران برای حذف و تبدیل S2H کاملاً انتخابی عمل می کند و فقط برای حذف S2H می باشد مقدار خیلی کمی از دی اکسید کربن  را جذب کرده ولی بقیه آن از بالای برج جذب و تانک احیاء خارج می شود مرکاپتان های سبک را به میزان کمی تبدیل به دی سولفیدها خواهند کرد و بقیه مرکاپتان همراه با گازشیرین یا گاز خروجی از تانک احیاء خارج خواهند شد اکسیژن و ازت تاثیری بر عملکرد محلول و فرایند ندارند.
خروجی فرایند سولفیران چیست؟
فقط سه جریان از واحد سولفیران حاصل خواهد شد یکی گوگرد است و دیگری گازی که از تانک احیاء خارج می گردد. که عمدتاً هواست و بالاخره گاز محصول عاری از هیدروژن سولفید که از بالای برج جذب خارج می شود. این فرایند هیچ گونه آلودگی زیست محیطی ایجاد نمی کند. و گوگرد آن که بصورت جامد است عاری از هر گونه خطر می باشد.
در مورد مشخصات گوگرد حاصل از فرایند سولفیران کمی توضیح دهید؟
گوگرد حاصل از این فرایند به رنگ قهوه ای مایل به زرد، معمولاً بدون بو، میکرونیزه و آغشته به محلول می باشد. این گوگرد بصورت کیک مرطوب از محلول جدا می شود و بعد از خشک شدن هم می توان آن را چه بصورت موجود و چه بصورت گرانول در کشاورزی بعنوان سم و کود استفاده کرد. هم می توان آن را ذخیره و انبار کرد.
 وضعیت حاضر فرایند سولفیران و موقعیت آن را بیان کنید:
در حال حاضر فرایند سولفیران، بصورت یک واحد نیمه صنعتی با جریان گاز اسیدی 000/300 تا 000/450 فوت مکعب در روز و با تولید گوگرد در حدود 50 کیلوگرم در روز (به علت پائین بودن غلظت S2)H برای تصفیه بخشی از اسید گاز واحد آمین پالایشگاه گاز فجر جم (کنگان) به مدت 4 ماه است که بصورت پیوسته مشغول بکار می باشد آنالیز گاز شیرین تاکنون حداکثر 4ppm هیدروژن سولفید را نشان داده است. که این عدد در حد مجاز قرار دارد. غلظت محلول کاتالیستی در حدود 2000ppm آهن و میزان محلول در گردش 70 متر مکعب می باشد. از نظر موقعیت جهانی، تمامی بازارهای دنیا هم اکنون توسط فرایندهای Sulferox, Lo-CAT  که هر دو آمریکایی هستند اشغال شده است و این دو فرایند بدلیل اقتصادی بودن در بسیاری از موارد و الزامات زیست محیطی که کشورها قائل به اجرا و انجام آن هستند در خاورمیانه، آسیا، اروپا و آمریکا فعال هستند فرایند سولفیران می تواند جای خالی این نوع فرایندها را در ایران پر کرده و حتی بازارهای جهانی را از انحصار کمپانی های آمریکایی خارج کند.
اگر بخواهیم سولفیران را خلاصه کنیم چه می گویید؟
سولفیران فرایندی با کارائی بالای حذف هیدروژن سولفید، همیشه بیش از 9/99 درصد از نظر اقتصادی مناسب برای حذف سولفور در غلظت های متوسط و عملیات فرایندی بسیار آسان و قابل تنظیم و کنترل و خیلی انعطاف پذیر نسبت به دما، فشار و غلظت هیدروژن سولفید . 

مرجع