شبیه‌سازی پایا و دینامیکی واحد شیرین سازی گاز توسط حلال جایگزین

نوع مقاله : مقاله ترویجی

نویسندگان

1 فارغ‌التحصیل کارشناسی ارشد، گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی شهید نیکبخت، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران

2 استادیار، گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی شهید نیکبخت، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران

3 استاد، گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی شهید نیکبخت، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران

4 دانشیار، گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی شهید نیکبخت، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران

چکیده

در این مقاله به شبیه‌سازی و کنترل واحد شیرین سازی گاز با استفاده از حلال‌های آلکانول آمین‌ها پالایشگاه فجرجم پرداخته‌شده است. ابتدا شبیه‌سازی با محلول دی‌اتانول‌آمین انجام گردید. سپس برای بهبود عملکرد فرآیند جداسازی از حلال ترکیبی دی اتانول‌آمین و متیل دی اتانول‌امین استفاده گردید. واحد در حالت‌پایا با استفاده از حلال ترکیبی دی اتانول آمین و متیل دی اتانول آمین در محیط ®Aspen شبیه‌سازی شد و پس از اطمینان از دقت شبیه‌سازی، نتایج حاصل به‌عنوان نقطه شروع برای شبیه‌سازی دینامیک در محیط ®Aspen Dynamic مورداستفاده قرار گرفت و به بررسی رفتار دینامیک واحد پرداخته‌شده است. دقت شبیه‌سازی در حالت‌پایا و دینامیک مطلوب بوده است و به‌طوری‌که میانگین خطا برای دبی آمین ورودی به برج جذب ۰/۰۲۲ درصد است. نتایج حاصل از استفاده حلال ترکیبی جذب حدود ۹۹/۷۲ درصد گاز CO2 و ۹۱/۷۷ درصد H2S را نشان می‌دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Stable and Dynamic Simulation of Gas Sweetening Unit by Alternative Solvent

نویسندگان [English]

  • Zahra Zandi Lak 1
  • Mohammad Reza Sardashti Birjandi 2
  • Farhad Shahraki 3
  • Jafar Sadeghi 4

1 Master Graduate Department of Chemical Engineering, Shahid Nikbakht Faculty of Engineering, University of Sistan and Baluchestan, Zahedan, Iran

2 Assistant Professor, Department of Chemical Engineering, Shahid Nikbakht Faculty of Engineering, University of Sistan and Baluchestan, Zahedan, Iran

3 Professor Department of Chemical Engineering, Shahid Nikbakht Faculty of Engineering, University of Sistan and Baluchestan, Zahedan, Iran

4 Associate Professor Department of Chemical Engineering, Shahid Nikbakht Faculty of Engineering, University of Sistan and Baluchestan, Zahedan, Iran

چکیده [English]

In this research, the simulation and control of gas sweetening unit of Fajr Jam refinery were studied. Initially, the simulation was carried out with diatolenamine solution. Then, a combination of ethanolamine and methyl ethanolamine was used to improve the process performance. The unit was simulated in a stable-state using a combination of ethanolamine and methyl ethanolamine in Aspen Plus® and after ensuring simulation accuracy, the results were used as the starting point for dynamic simulation in Aspen Dynamic® and the dynamic behavior of the unit was studied. Finally, the optimal operating conditions of the process were obtained using the surface response method. The simulation accuracy has been desirable in steady-state and dynamic forms and   the average error for the intensity of the amine flow rate input to the tower is 0.022%. The results of using the combination solution show adsorption of about 99.72% and 91.77% of carbon dioxide and hydrogen sulfide gas, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • gas sweetening
  • chemical adsorption
  • Amine Unit
  • Stable Simulation
  • Dynamic simulation
  1. Leppin D., Larg-Scale Sulfur Recovery, Gas TIPS, Vol. 10, 2004.
  2. Kazemi A., Kharaji A.G., Mehrabani-Zeinabad A., Faizi V., Kazemi J., Shariati A., Synergy between two natural gas sweetening processes, Journal of Unconventional Oil and Gas Resources, Vol. 14, 2016, pp. 6-11.‌
  3. Haghtalab A., Izadi A., Simultaneous measurement solubility of carbon dioxide and hydrogen sulfide into aqueous blends of alkanolamines at high pressure, Fluid Phase Equilibria, Vol. 375, 2014, pp. 181-190. ‌
  4. Madox R., Gas Condition and Processing, Campbell Petroleum Series; 3rd edition, 1985.
  5. ملیحه سلیمی، شبیه‌سازی دینامیکی برج جذب واحدهای شیرین سازی گازترش توسط آمین‌ها، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، 1384.
  6. Rodriguez V., GPSA Engineering Data Book (Gas Processing), Vol. 2, 12th ed, 1998.
  7. کوروش اخلاقی، حسین آتشی، بررسی سنتیکی علت کاهش غلظت آمین در واحدهای تصفیه گاز، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه سیستان و بلوچستان، 1376.
  8. آرش شاملو، بهینه‌سازی اقتصادی شیرین سازی گاز طبیعی شهید هاشمی نژاد به کمک جذب و غشا، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه شاهرود، 1389.
  9. Ghanbarabadi H., Karimi Zad Gohari F., Optimization of MDEA concentration in flow of input solvent to the absorption tower and its effect on the performance of other processing facilities of gas treatment unit in Sarakhs refinery, Journal of Natural Gas Science and Engineering, Vol. 20, 2014, pp. 208-213.
  10. مسعود رحیمی، سید سیاوش مدائنی، فرشید هاشمی، بهینه‌سازی واحد جدید شیرین سازی گاز طبیعی، نهمین کنگره ملی مهندسی شیمی ایران، ۱۳۸۳.
  11. محمد کشتکار، مجتبی میرزائی، شبیه‌سازی دینامیکی کنترلر برای کنترل برج جذب سولفید هیدروژن با توجه به ترکیب درصد گازهای اسیدی در خوراک، نخستین کنفرانس سراسری دستاوردهای نوین در شیمی و مهندسی شیمی، ۱۳۹۴.
  12. Jian-Gang L., You-Fei Z., Du-Liang H., Selective absorption of H2S from gas mixtures into aqueous solutions of blended amines of methyldiethanolamine and 2-tertiarybutylamino-2-ethoxyethanol in a packed column, Separation and purification technology, Vol. 52, 2006, pp. 209-217.
  13. محمود ترابی انگجی، حسن قنبرابادی، فاطمه کریمی زاد گوهری، مطالعه‌ی اقتصادی و بررسی ارزش حرارتی گاز تصفیه‌شده‌ی واحد شیرین سازی گاز پالایشگاه سرخس با حلال پیشنهادی Sulfinol-M و حلال آبی MDEA با نرم‌افزار Aspen Plus، فصلنامه علمی فرآیند نو، دوره 9، شماره ۴۵، ۱۳۹۳، صفحه ۶-۱۴.
  14. رضا فرضی، وحید رضا بحرپیما، بررسی واحد شیرین سازی گازترش و روش‌های جدید بیولوژیکی حذف H2S، مجله فرآیند نو، دوره 11، شماره ۵۴، ۱۳۹۵، صفحه ۷۰-۸۱.
  15. Kheirinik, Mahdi, Rahmanian N., Farsi M., Garmsiri M., Revamping of an acid gas absorption unit: An industrial case study, Journal of Natural Gas Science and Engineering, Vol. 55, 2018, pp. 534-541.
  16. de Ávila S.G., Logli M.A., Silv L.C.C., Fantini M.C.A., Matos J.R., Incorporation of monoethanolamine (MEA), diethanolamine (DEA) and methyldiethanolamine (MDEA) in mesoporous silica: An alternative to CO2 capture, Journal of Environmental Chemical Engineering, Vol. 4, 2016, pp. 4514-4524. ‌
  17. حامد مولوی.، حسن‌پور حسن.، طراحی و شبیه‌سازی فرآیندهای شیمیایی با نرم‌افزار Aspen، انتشارای طرح ویرایش دوم، ۱۳۸۲.
  18. اسماعیل کوهستانیان، جعفر صادقی، داود محبی کلهری، شبیه‌سازی و طراحی فرآیندهای نفت، گاز و شیمیایی با Aspen Plus. سازمان انتشارات جهاد دانشگاهی، چاپ اول، ۱۳۹۶.
  19. Chapoy A., Haghighi H., Tohidi B., Development of a Henry’s constant correlation and solubility measurements of n-pentane, i-pentane, cyclopentane, n-hexane, and toluene in water, J. Chem. Thermodynamics, Vol. 40, 2008, pp. 1030–1037.
  20. Bolhar-Nordenkampf M., Friedl A., Koss U., Tork T., Modelling selective H2S absorption and desorption in an aqueous MDEA-solution using a rate-based non-equilibrium approach, Chemical Engineering and Processing: Process Intensification, Vol. 43, 2004, pp. 701-715.‌
  • تاریخ دریافت: 05 اردیبهشت 1401
  • تاریخ پذیرش: 05 اردیبهشت 1401
  • تاریخ اولین انتشار: 05 اردیبهشت 1401