تلعب المناخل الجزيئية للزيوليت دورًا حاسمًا في معالجة الغاز الطبيعي عن طريق أداء وظائف التنقية الرئيسية (مثل الجفاف، وإزالة الكبريت، وإزالة الكربون وما إلى ذلك) من خلال الامتزاز الانتقائي، وبالتالي تحسين جودة الغاز الطبيعي وضمان النقل الآمن.
تجفيف الغاز الطبيعي
يتم إنتاج الغاز الطبيعي مع بخار الماء، بل ويحمل كمية معينة من الماء السائل. وجود الماء في الغاز الطبيعي أمر سلبي للغاية، مما يجعل تجفيف الغاز الطبيعي ضرورة. على سبيل المثال:
يشكل الماء والميثان الجليد-مثل الهيدرات الصلبة تحت درجة حرارة منخفضة وضغط مرتفع (كما هو الحال في نقل خطوط الأنابيب أو عمليات التسييل)، مما قد يؤدي إلى انسداد الصمامات وخطوط الأنابيب والمعدات، مما يتسبب في انقطاع النقل.
يتفاعل الماء مع كبريتيد الهيدروجين أو ثاني أكسيد الكربون في الغاز الطبيعي لينتج مواد حمضية (حمض الكبريتيك، حمض الكربونيك)، مما يسرع من تآكل الأنابيب المعدنية والمعدات ويقصر من عمر خدمتها.
عندما يحتاج الغاز الطبيعي إلى تبريد عميق، كما يحتاج الغاز الطبيعي المسال إلى التبريد إلى -162 درجة، فإن الرطوبة المتبقية سوف تتجمد وتتلف المعدات الرئيسية مثل المبادلات الحرارية المبردة.
تعمل المناخل الجزيئية، ذات حجم المسام الموحد، على امتصاص جزيئات الماء بشكل تفضيلي. تصل قدرة امتصاص الماء إلى 22% من وزنها، مما يمكن أن يقلل من نقطة الندى للغاز الطبيعي إلى أقل من -70 درجة ويحقق الجفاف العميق.
تحلية الغاز الطبيعي
تحلية الغاز الطبيعي هي عملية إزالة الكبريت وإزالة الكربون. يمكن أن يشكل كبريتيد الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون الموجود في الغاز الطبيعي أحماضًا (مع الماء)، ويسبب تآكلًا في خطوط الأنابيب والمعدات. كبريتيد الهيدروجين هو أيضًا غاز سام يؤثر على الصحة والسلامة.
يهدف المنخل الجزيئي إلى إزالة كبريتيد الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون إلى مستوى PPM أو حتى PPB. وهذا يساعد على تقليل التآكل، وزيادة القيمة الحرارية، وتلبية المعايير التجارية للغاز الطبيعي من حيث الجودة والنقل.
بالإضافة إلى الكبريت غير العضوي، يمكن للمناخل الجزيئية أيضًا امتصاص الكبريت العضوي مثل مركبتان الميثيل، وإيثيل مركبتان، وبروبيل مركبتان، وكبريتيد الميثيل، والثيوفين، كل ذلك بفضل مساحة سطحها الكبيرة المحددة وحجم المسام.
المناخل الجزيئية الزيوليت لمعالجة الغاز الطبيعي
المنخل الجزيئي للزيوليت من النوع 3A: حجم مسامه هو 3Å، ويستخدم بشكل رئيسي لامتصاص جزيئات الماء بقطر حوالي 2.8Å. يمكنها إزالة الرطوبة من الغاز الطبيعي بكفاءة مع تجنب امتصاص الهيدروكربونات، مما يجعلها مناسبة لتجفيف الغاز الطبيعي.
المنخل الجزيئي للزيوليت من النوع 4A: يبلغ حجم مسامه 4 أنجستروم، ويمكنه امتصاص جزيئات الماء بشكل انتقائي (قطر 2.8 أنجستروم). يحافظ على قدرة امتصاص عالية عند درجات حرارة عالية ومناسب للتجفيف العميق للغاز الطبيعي. ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أنه قد يمتص بعض الهيدروكربونات الخفيفة.
المنخل الجزيئي للزيوليت من النوع 5A: حجم مسامه هو 5Å، ويمكن استخدامه في معالجة الغاز الطبيعي لامتصاص الماء، الهيدروكربونات الخفيفة، ثاني أكسيد الكربون، كبريتيد الهيدروجين، الزئبق، إلخ. على سبيل المثال، إزالة كميات ضئيلة من كبريتيد الهيدروجين من خليط من الميثان وثاني أكسيد الكربون.
المنخل الجزيئي للزيوليت من النوع 13X: حجم مسامه هو 10Å، وله قدرة امتصاص قوية لثاني أكسيد الكربون، ويمكنه امتصاص مركبات الكبريت بكفاءة مثل كبريتيد الهيدروجين والمركابتانات، وإزالة الشوائب مثل الهيدروكربونات الثقيلة والهيدروكربونات العطرية في مصانع الغاز الطبيعي المسال.
