Khí thiên nhiên có vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực của đời sống và công nghiệp [đã giải]

Khí thiên nhiên có vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực của đời sống và công nghiệp. Khí thiên nhiên chưa được xử lý thường lẫn H2S, CO2, gây ăn mòn thiết bị, ảnh hưởng đến quá trình chế biến, do đó, khí thiên nhiên cần được khử H2S, CO2 trước khi đưa vào sử dụng. Phương pháp khử H2S, CO2 phổ biến hiện nay là hấp thụ bằng dung dịch của các alkanolamine như MEA, DEA, MDEA (sau đây gọi chung là AEA). Công thức cấu tạo của các AEA như sau:

a) MEA, DEA và MDEA đều là các hợp chất hữu cơ đa chức, lần lượt chứa nhóm chức amine bậc một, bậc hai và bậc ba.
b) Dung dịch của AEA có tính base nên tác dụng được với H2S, CO2.
c) MEA, DEA, MDEA có công thức phân tử lần lượt là C2H7NO, C4H11NO2, C5H13NO2.
d) Thành phần khí thiên nhiên tại một mỏ dầu thuộc bể Nam Côn Sơn – Việt Nam như sau:

Khí/hơi…………………..% thể tích

Methane……………………….76,111

Ethane………………………..7,1

Propane……………………….4,337

Butane……………………….2,135

Dầu nhẹ (C5 trở lên)……….0,942

N2……………………………..0,814

CO2…………………………..8,354

H2S…………………………..1

Nguồn: Nguyễn Bá Khoa. Tạp chí Dầu khí, (Số 8), tr. 18

Một nhà máy cần khử H2S, CO2 trong 100000 m³ (đkc) khí thiên nhiên nêu trên. Dung dịch các AEA được dùng chứa MEA, DEA, MDEA theo tỷ lệ mol lần lượt là 1 : 2 : 2. Giả thiết trong điều kiện vận hành, 1,0 mol AEA hấp thụ tối đa 0,4 mol H2S hoặc CO2. Khối lượng AEA tối thiểu cần sử dụng cho quy trình trên là 96 tấn. (Kết quả các phép tính trung gian không được làm tròn, chỉ kết quả cuối cùng được làm tròn đến hàng đơn vị).