بخشی از مقاله
خلاصه
درواحدهای تصفیه گازاتان منطقه گازی پارس جنوبی - فازهای 9 و - 10از آمین نوع دوم - DEA - جهت حذف CO2 استفاده می گردد.آمین های نوع دوم دارای مشکلاتی ازجمله ظرفیت پائین جذب،انرژی بالاجهت احیاء واتلاف بالای آن واستفاده بالای آب درواحدهای تصفیه نسبت به آمین های نوع سوم - - MDEAمی باشند.لذا دراین تحقیق باهدف کاهش انرژی واحدتصفیه وافزایش جذب CO2 از اتان،ابتداشبیه سازی واحد تصفیه گازاتان باحلالهای MDEA,DEA ومخلوطMDEA+PZ بانرم افزارAspen Plus پرداخته شدوپس از اعتبارسنجی نتایج باداده های صنعتی،انرژی واحدتصفیه گازاتان برای حلال کنونی DEA وحلال های MDEA و مخلوطMDEA+PZ با Aspen Energy Analyses موردبررسی قرارگرفت.
.1 مقدمه
روشهای زیادی جهت حذف CO2 ازترکیبات گازی وجود داردکه دراین میان فرآیند حذف CO2با حلال های شیمیایی بیش از% 95بیشترازسایرروشهامورداستفاده می باشد. [1]دراین روش حلالهایی ازجمله حلالهای آمینی،کربناتی وحلالهای شیمیایی ویژه، مورد استفاده می باشندکه حلال های آمینی بیشترین استفاده را در واحدهای تصفیه گاز طبیعی دارند.[2]
محلولهای آمین،بازهای آلی ضعیفی هستند،آمین ها دردمای معمولی ناخلصیهای گازراجذب کرده ودردمای بالاترآنهارادفع می کنند.آلکانول آمینها موادآلی نیتروژن دارمی باشندکه ازترکیب مواد آلی مخصوص باآمونیاک بدست آیندکه براساس تعدادگروه های آلی متصل به اتم نیتروژن به آمین نوع اول،دوم وسوم طبقه بندی می شوند.آمین های نوع اول مانندMEA* و DGA،آمین نوع دوم مانند DEA و DIPA وآمین نوع سوم مانندTEA** و MDEA می باشند.[5-3]
آمین های نوع اول بازهای قوی تری نسبت به آمین های نوع دوم بوده و تمایل بیشتری برای واکنش باCO2 دارند وبا آن پیوند محکمتری تشکیل می دهند.سرعت جذب آمین نوع اول و دوم بالامی باشد ولی ظرفیت ومقدارجذب پائین است.آمین های نوع سوم،CO2 را به کندی جذب می کنند ولی ظرفیت جذب آنها بالا می باشدهمچنین تشکیل نمکهای مقاوم،خاصیت خورندگی و انرژی موردنیازبرای احیاء آمین های نوع اول ودوم نسبت به نوع سوم بیشتر می باشد.
آمین های نوع سوم ساختمان پایداری دارند وبه سرعت تجزیه نمی شوندوبدلیل پائین بودن فشاربخارآنها،می توان ازمحلولهایی با غلظت بالا استفاده کرد.[6 ,3]
درواحدتصفیه گاز اتان پالایشگاه گازپارس جنوبی درفازهای 9 و10 از حلال DEAبرای جذب CO2 و خالص سازی اتان استفاده می گرددکه مشکلاتی ازجمله اتلاف،تشکیل نمکهای مقاوم وانرژی بالاجهت احیاء واستفاده مجددآن وجود دارد.
لذا دراین تحقیق پارامترفرآیندی ازجمله تغییردرنوع حلال مصرفی از DEA به MDEA+PZ،بررسی انرژی واحدتصفیه درصورت تعویض حلال،بررسی قدرت جذب واتلاف حلال پیشنهادی وآب موردنیاز کل واحدتصفیه موردبررسی ومطالعه قرارگرفت، که افزودن آمین با ممانعت فضایی - - PZ به MDEA نتایج بهتری نسبت به DEA وMDEA داشت.
.2 تئوری وشبیه سازی
خوراک واحد تصفیه گاز اتان پالایشگاه فاز 9 و10 پارس جنوبی، حاوی % 5.7 مول ازدی اکسیدکربنمی باشدکه هم اکنون درواحدتصفیه گازاتان، برای تصفیه گاز اتان - جدول - 1 از سیستم های آمینی - - DEA 38wt% استفاده میگردد. اما در این پژوهش برای تصفیه گاز اتان وحذف دی اکسیدکربناز گازاتان، با داده های صنعتی پالایشگاه گاز فاز 9 و10 پارس جنوبی،واحدتصفیه گازاتان، از مخلوط حلال MDEA+PZ استفاده گردیدومقایسه نتایج شبیه سازی آن با حلال کنونی - - DEA واحد تصفیه گاز اتان وحلال - MDEAجدول - 2 وهمچنین داده های پالایشگاهی انجام گرفت.
هدف از واحد تصفیه اتان،خالص کردن جریان اتان فرستاده شده ازواحد بازیافت متان واتان و حذف دی اکسیدکربن موجود در آن می باشد.بعد از اینکه اتان در واحدEthane treatment به وسیله حلال آمینی خالص شد، اشباع از آب می شود که به منظور رسیدن به مشخصات تجاری لازم باید آب موجوددر آن نیزحذف گردد.دراین واحدابتداگازاتان وارد Knock Out Drumمی شودتاذرات مایع معلق،آب وهیدروکربنهای سنگین تغییر فاز داده وبصورت مایع ازانتهای آن جداشوند.گازخروجی ازبالایKnock Out Drum وارد برج جذب دی اکسیدکربن با آمین می شود.[8 ,5-3]حلال کنونی واحدتصفیه گاز اتان فاز 9و 10 پارس جنوبی DEA با % 38 وزنی می باشد.
