معالجة الغاز بالأمين

كلنا نرغب في جو وبيئة أنظف. الهواء الذي نتنفسه؛ الماء الذي نشربه ونغتسل به؛ والأرض التي نسير عليها، تؤثر بشكل مباشر على صحتنا — فردياً وكنوع. ولكن الحقيقة الصعبة هي أنه مع تحسن نوعية حياتنا عبر القرون، بدأت مناخات وموائل هذه الأرض في التدهور من حيث الصحة والاستدامة. ولحسن الحظ، يساعد العلم والتكنولوجيا في التخفيف من هذا التدهور البيئي واستعادة النقاء لمحيطنا الطبيعي. ومن إحدى الطرق التي يحدث بها ذلك هي معالجة الغاز الطبيعي المجمع بالأمين لاستخدامه بأمان.

هل الغاز الطبيعي غير آمن؟

في حالته الأصلية، يحتوي الغاز الطبيعي على كميات كبيرة مما يُعرف بالغازات الحمضية أو الغاز الحامض. على وجه التحديد، وبشكل كبير، تشمل هذه الغازات كبريتيد الهيدروجين (H₂S) وثاني أكسيد الكربون (CO₂). كبريتيد الهيدروجين شديد السمية فيما يتعلق بصحة الإنسان: الدوخة، وتراجع الانتباه، وضعف القدرة الحسية الحركية هي الأخف من أضراره الفسيولوجية. يمكن أن يتسبب H₂S أيضاً في ضائقة تنفسية حادة (بما في ذلك الوذمة الرئوية)، وطفح جلدي مؤلم، وتلف في الدماغ، وغيبوبة، وفي الحالات القصوى — الوفاة. بصرف النظر عن مخاطره الصحية، يمكن أن يلحق هذا الغاز الحمضي الضرر بخطوط الأنابيب وأوعية النقل الأخرى عن طريق تآكل المواد التي تتكون منها. يؤدي ثاني أكسيد الكربون الزائد إلى تدهور القيمة الحرارية للغاز الطبيعي. تعني وفرة CO₂ أنه سيتعين حرق المزيد من الغاز للحصول على نفس شدة الحرارة مثل الغاز الطبيعي الذي يحتوي على كمية أقل من CO₂.

ماذا تتضمن معالجة الغاز بالأمين؟

الأمينات هي مواد مشتقة كيميائياً من الأمونيا. تُستخدم عوامل مختلفة للصناعة ولعملية المعالجة بالأمين. وهي جزء لا يتجزأ من الإجراء المعروف باسم تنقية الغاز بالأمين. وتتم عملية التنقية، في هذه الحالة، داخل وحدة معالجة الأمين، وهي تعادل الامتصاص. يتلامس تيار الغاز مع الأمينات، حيث يتم نقل الغاز الحمضي من تيار الغاز الطبيعي إلى المادة الماصة السائلة. بهذه الطريقة، يتم إزالة H₂S بالأمين ويصبح الغاز الطبيعي "حُلواً". يُعرف أحادي الإيثانولامين المائي (MEA) بأنه المذيب الأكثر شيوعاً المستخدم لغرض امتصاص CO₂ بواسطة جهاز تنقية CO₂ بالأمين. بشكل عام، تزيل هذه العملية 85 بالمائة من ثاني أكسيد الكربون، مما يترك الغاز الطبيعي بنسبة نقاء تبلغ 95 بالمائة مول.

هل الأمينات قابلة لإعادة الاستخدام؟

الأمينات ليست مادة تنقية تُستخدم لمرة واحدة. يمكن إعادة تدويرها وتُعاد تدويرها لمزيد من الاستخدام. وكمادة ماصة مغطاة للسيليكات، يتم إعادة معالجتها بشكل روتيني واستخدامها للتنقية وكذلك لأغراض بديلة. تُسمى العملية التي يتم من خلالها تجديد الأمين بالتكليس (calcination). ويشير هذا إلى عملية تسخين تُجرى تحت معايير حرارية وبيئية صارمة. وقد أثبتت بعض عينات الأمين فعاليتها بعد 15 عملية تنقية بفضل معالجة التكليس.

عملية تحلية الغاز بالأمين

يُعد فهم عملية تحلية الغاز بالأمين أمراً بالغ الأهمية للصناعات التي تتطلب إزالة المكونات الحمضية مثل CO₂ و H₂S من تدفقات الغاز. تُستخدم وحدة تحلية الأمين لهذا الغرض، وتوظف محلولاً مائياً من مواد مثل MEA (أحادي الإيثانولامين)، DEA (ثنائي الإيثانولامين)، MDEA (ميثيل ثنائي الإيثانولامين)، أو مزيج منها. تُعد عملية إزالة CO₂ بالأمين، والمعروفة أيضاً باسم تنقية CO₂ بالأمين، تقنية حاسمة تُستخدم في الصناعات التي تتطلب تدفقات غاز نقية. تتضمن استخدام محاليل الأمين لامتصاص CO₂ والغازات الحمضية الأخرى بشكل انتقائي من خليط الغاز. تتضمن عملية التنقية تلامس الغاز مع محلول الأمين الذي يرتبط بجزيئات CO₂، مما يؤدي إلى "تنقيتها" بفعالية من تيار الغاز. ثم يتم تجديد المحلول، ليطلق CO₂ للاحتجاز ويسمح بإعادة تدوير الأمين مرة أخرى في النظام.