عنوان پایان‌نامه
توسعه مدل ترمودینامیکیSAFT در انحلال CO۲ , H۲S در محلول های آبی آلکانول آمین ها
- رشته تحصیلی
- شیمی فیزیک
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس علوم شماره ثبت: 5582;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 66813
- تاریخ دفاع
- ۱۱ بهمن ۱۳۹۳
- دانشجو
- آیه امرانی
- استاد راهنما
- علی مقاری
- چکیده
- گازی که از چاه‌ها و میادین گاز خارج می‌شود شامل مقدار زیادی گازهای اسیدی (ترکیبی از گازهای S2H و 2CO ) است و به آن گاز ت رش گویند. یکی از مهمترین کارهایی که در پالایشگاه‌های گاز انجام می‌شود شیرین کردن گاز است. برای شیرین کردن و قابل استفاده شدن گاز باید گازهای اسیدی، یعنی ،2CO S2H را جدا نمود (در حال حاضر روزانه 55 میلیون فوت مکعب گاز اسیدی تنها در منطقه عسلویه تولید می‌شود). البته هنوز گاز شیرین شده شامل مقداری آب و مرکاپتان است که مضر می‌باشند و آن‌ها نیز باید جدا شوند. چنانچه عوامل اسیدی از جریان گاز حذف نشوند صدمات قابل ملاحظه ای به شبکه انتقال گاز به سبب وجود فرآیند خوردگی و دستگاه های مصرف کننده گاز وارد می‌شود.روش کلی برای شیرین سازی گاز این است که یک حلال مناسب درون برج جذب تزریق شود تا بتوان گازهای اسیدی را جذب و جدا کرد. علیرغم کارهای زیادی که در این زمینه انجام شده و هنوز ادامه دارد، اما هنوز ابهامات زیادی در بهینه سازی فرایند جذب وجود دارد که با اندکی اصلاح در انتخاب حلال یا شرایط ترموفیزیکی آن می‌توان از مبالغ سنگینی هزین جداسازی جلوگیری کرد. توجه شود که گازهای اسیدی جدا شده نباید وارد چرخ محیط زیست شوند چون این نیز موجب خسارت‌های فراوان خواهد شد. در بخش اول این تحقیق مدل‌های ترمودینامیکی که تا کنون برای جذب گازهای اسیدی درون محلول اتانل آمین‌ها به کار رفته اند، ارزیابی خواهند شد و سپس از مدل‌های جدید SAFT برای توسع مدل ترمودینامیکی این محلول‌ها استفاده خواهد شد.تا کنون برخی مدل‌های ترمودینامیکی برای مطالعه حلالیت گازهای اسیدی در محلول آبی آلکانول آمین‌ها بررسی شده است که اغلب اشکال اصلاح شده مکعبی هستند. هر چند چنین مدل‌هایی برای محلولی که شامل مخلوطی از سیالات تجمعی و قطبی است، به‌نظر می‌رسد چندان کارایی نداشته و یا پارامترهای تنظیم‌پذیر آن‌ها توصیف فیزیکی روشنی نداشته باشند اما در بخش اول این تحقیق سعی خواهد شد برخی از مهمترین آن‌ها را موردارزیابی قرار دهیم. بخش دوم و اصلی این تحقیق به توسعه مدل hetro-SAFT و hetro - SAFT BACKبرای محلول آبی آلکانول آمین ها و بررسی حلالیت گازهای اسیدی S2H و 2CO در آن‌ها خواهیم پرداخت. در اینجا پارامترهای O2H، S2H و 2CO را بر پایه پارامترهای بهینه شده خالص آن‌ها انتخاب می‌نماییم و لذا پارامترهای آلکانول آمین‌های خالص را بهینه کرده و سپس با انتخاب قواعد ترکیبی مناسب به بررسی انحلال گازهای اسیدی مورد اشاره در محلول آلکانول آمین‌ها خواهیم پرداخت.
- Abstract
- The gas extracted from wells and fields, which is called the sour gas, contains a lot of acid gases (a mixture of gases such as H2S and CO2). One of the most important tasks done in the gas refineries is gas sweetening. For gas sweetening, natural gasses need to be separated from acid gasses such as carbon dioxide (CO2), hydrogen sulfide (H2S). (Currently 55 million cubic feet of acid gas is produced in Assaluye region daily). Still sweet gases contain water and mercaptan which are harmful and need to be removed. If the acidic agents are not removed from the gas streams, considerable damage may occur to the gas transmission networks due to the corrosion processes either by poisoning the catalyst or/and by causing equipment damage due to corrosion. The general method for gas sweetening is a suitable solvent injected into the absorption tower to absorb and separate acidic gases. Although many tasks have been and are being done on this subject, there are still many uncertainties in the absorption process optimization. It should be noticed that the separated acid gases should not enter the environmental cycle, as this will also cause heavy losses. In the first part of this study, the thermodynamic models that have been used for acid gas absorption in Alkanolamine solutions will be evaluated. Then the new models of SAFT for the development of thermodynamic models will be used. So far, some thermodynamic models to study the solubility of acid gases in aqueous alkanolamine solution have been investigated which are often modified forms of the cube models. Although such models for a solution containing association and polar fluids seem to be not effective and their adjustable parameters don t have clear description. In the first section of this study we will evaluate some of the most important of these models. In the second and main section of the present study, we will develop the hetero-SAFT and hetero-SAFT-BACK models for aqueous alkanolamine solutions and evaluate the solubility of acid gases in such solutions. We choose the H2O and H2S parameters, based on their optimized pure parameters. So the parameters of pure alkanolamine solutions have to be optimized and by applying proper combining rules, we will evaluate solubility of the mentioned acid gases in alkanolamine solutions.
