عنوان پایان‌نامه
مدلسازی و شبیه سازی فرآیند حذف ترکیبات گوگردی از گاز طبیعی به روش جذب سطحی
- رشته تحصیلی
- مهندسی سیستم های انرژی - سیستم های انرژی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 73516;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 73516
- تاریخ دفاع
- ۲۹ شهریور ۱۳۹۴
- دانشجو
- اسفندیار نائیجی
- استاد راهنما
- مهدی مهرپویا, حسین یوسفی سهزابی
- چکیده
- در این تحقیق فرآیند جذب سطحی جهت خالص سازی گاز از ترکیبات گوگردی در نظر گرفته شد و روابط موثر در انتقال جرم، حرارت و مومنتوم در وضعیت های مختلف سیکل دینامیک مورد استخراج قرار گرفت سپس یک واحد صنعتی در جال کار شبیه‌سازی شده و موردبررسی از نظر حساسیت به پارامترهای عملیاتی، مصرف انرژی وضعیت اکسرژی و شرایط بهینه قرار گرفت. با توجه به اینکه فرآیند مورد شبیه‌سازی تنها غلظت قابل توجهی از چند نوع مرکاپتان را به‌عنوان ترکیب گوگردی داشت و غلظت سایر ترکیبات گوگردی مثل سولفید هیدروژن کم بود لذا جذب مرکاپتان موردبررسی قرار گرفت. مورد شبیه‌سازی از نظر فرآیندی دارای پیچیدگی های زیادی بوده و افزایش دما در مراحل مختلف، کاهش فشار و افزایش فشار بر سیکل اعمال شد. روابط مدل بدست آمده توسط نرم‌افزار شبیه‌ساز ASPEN Adsorption حل شده و نتایج شبیه‌سازی نیز نشان داد که فرآیند از نظر عملیاتی و مصرف انرژی در وضعیت بهینه قرار ندارد و 2746 گیگاژول در هر سیکل تنها بواسطه تولید گاز احیا مازاد بر توان استفاده در بویلرهای پالایشگاه فلر می شود. همچنین دماهای مراحل احیا نیز می تواند کم شود در عین اینکه خلوص محصول در حد استاندارد باقی بماند که این موراد در ادامه پایان نامه موردبررسی قرار گرفت و مشخص شد فرآیند با دبی احیا حدود 60 درصد وضعیت فعلی هم می تواند به احیای مناسبی برسد. نتایج آنالیز حساسیت نشان داده بود مرکاپتان که قوی ترین جذب را دارد و دیرتر از همه اجزا احیا می شود نیز در دمای 225 درجه سانتی گراد که 85 درجه کمتر از دمای اجیای کنونی واحد است، احیا می شود. این موارد به‌عنوان پارامترهایی که می توانند جهت بهینه‌سازی موردبررسی قرار گیرد مد نظر قرار گرفته شده و بهینه‌سازی به منظور کاهش مصرف انرژی در عین حفظ خلوص استاندارد مرکاپتان صورت گرفت که نسبت به هدر رفت حدود 2950 گیگاژول انرژی در وضعیت فعلی، مصرف انرژی به حدود 200 گیگاژول رسید که قابلیت بالای واحد برای صرفه جویی را نشان می دهد.
- Abstract
- In this study adsorption process for gas purification of sulfur was considered and effective equation in mass, heat and momentum transfer in different situations for cycle dynamics were extracted Then a plant in operation simulated and evaluated in terms of sensitivity to operating parameters such as pressure,tempreture, energy, exergy then we optimized the condition. Considering that the cloning process only significant concentration of several types of mercaptan from sulfur compound and the concentration of other sulfur compounds such as hydrogen sulfide was very low, only mercaptan adsorption were studied. The simulation process had complexity and increasing the temperature in stages, reducing pressure and increasing pressure on the cycle was applied. The results of the model are solved by software Aspen Adsorption and simulation results showed that the process of operating the operational and energy consumption is not optimal and 2746 GJ per cycle only restore if we decrese the amount of regeneration gas which regenerated the bed because about half of this gas can be use in refinery and others waste in flare. The regeneration process temperatures can be low while product purity remain within the standard range of this thesis was examined and it was found that the amount of regeneration gas will decrese 60% of the current situation which can be a good recovery. Sensitivity analysis showed that the strongest adsorption is mercaptan adsorption, for regeneration need last to run at 225 ° C and 85 ° C lower than the current revival of straw. These are the parameters that can be consider to optimize in order to reduce energy consumption while maintaining the purity of mercaptan was standard, these show that 2,950 GJ of energy loss in the current situation, and consumption 200 GJ of energy is enough to reach the standard concentration of mercaptan. Keywords: adsorption, energy in adsorption, simulation
