بخشی از مقاله
چکیده
گازهایی که از منابع نفتی و یا در صنایع گاز و پتروشیمی حاصل می شوند داراي مقادیر متفاوتی ترکیبات اسیدي مانند سولفید هیدروژن و دي اکسیدکربن می باشد و به این دلیل اصطلاحاً گاز ترش نامیده می شود . وجود CO2 و H2S در گاز باعث بروز اشکالات فراوانی می گردد، از این رو باید از جریان گاز ترش حذف گردد . این عمل نه تنها کیفیت گاز را افزایش می دهد، بلکه امکان بازیابی و فروش گوگرد را نیز میسر می سازد . در این مقاله به شبیه سازي برج جذب فرایند شیرین سازي توسط حلال DEA با داده هاي تجربی از پترو شیمی رازي با نرم افزار اسپن پلاس پرداخته شد و به دنبال آن با استفاده از نرم افزار متلب به مدلسازي برج جذب پرداخته شد.
براي مدل سازي و شبیه سازي برج هاي جذب و دفع موجود در واحدهاي شیرین سازي گاز با استفاده از آمین، که در آنها عملیات جذب ودفع همراه با واکنش شیمیایی صورت می گیرند، سه روش متفاوت وجود دارد این روش ها عبارتند از مدل تعادلی وغیر تعادلی و مدل انتقال جرم که در این پروژه روش غیر تعادلی مورد ارزیابی قرار گرفته شد ومعادله حالت به کار رفته در تعادل بخار- مایع مدل پنگ رابینسون است. نهایتا روند تغییرات دما نسبت به ارتفاع برج در برج شبیه سازي شده و روند تغییرات دما در برج مدلسازي شده با هم مقایسه شد که روند تغییرات در هر دو مورد یکسان است که بیانگر آن است که مدل استفاده شده به خوبی برج جذب را مدلسازي می کند.
-1 مقدمه
با توجه به اینکه منطقی ترین روش استفاده از گاز طبیعی، استفاده از آن به عنوان خوراك واحدهاي پتروشیمی است و براي این کار نیز لازم است که گاز طبیعی گوگرد زدایی شود و شیرین گردد . بنابراین نیاز به واحدهاي شیرین سازي گاز کاملا مشهود است.[1] در مقاله پیش رو ابتدا به شبیه سازي برج جذب واحد تصفیه گاز پتروشیمی رازي پرداخته می شود.
-2 شبیه سازي
خوراك این واحد داراي %25 هیدروژن سولفید و%11 کربن دي اکسید است و آمین استفاده شده از نوع دي اتانول آمین است. برج جذب این واحد با استفاده از نرم افزار اسپن پلاس شبیه سازي شده که براي شبیه سازي از مدل برج Rad Frac استفاده شد که بدون ریبویلر و کندانسور در نظر گرفته می شود.این برج داراي 20 سینی از نوع valv tray است که خوراك از روي سینی بیستم وارد برج می شود و دو شاخه جریان آمین به ترتیب از سینی اول و دهم وارد برج می شود . معادله حالت در نظر گرفته شده براي شبیه سازي معادله حالت ELECNRTL است و فشار در سینی اول barg 45/5 است. با وارد کردن مشخصات جریان ها و مشخصات برج شبیه سازي به صورت شکل - 1 - کامل شده و نتیجه تغییرات دما نسبت به ارتفاع برج به صورت نمودار شکل - 2 - به دست می آید.
-3 مدلسازي
در این تحقیق با استفاده از یک مدل داینامیک غیر تعادلی وبا استفاده از تئوري دو فیلمی به مدلسازي برج جذب پرداخته شد.در روش استفاده شده تعادل فقط در سطح مشترك دو فاز در نظر گرفته می شود .اولین بار در سالTaylor 1985 و Krishnamurthyمدلی غیرتعادلی ارائه کردند .در این مدل چهار دسته معادلات که به MERQ معروف است به صورت همزمان براي هر سینی حل می شود .
این چهار دسته معادلات عبارتند از:-1 معادلات جرم، 2 -معادلات موازنه انرژي، - 3 معادلات سرعت، 4 -روابط تعادلی. در حقیقت در این مدل روابط موازنه جرم و انرژي هر جزء در هر فاز به همراه معادلات سرعت انتقال جرم و انرژي و معادلات تعادلی در سطح مشترك به صورت همزمان حل می شوند. [2 ] بر پایه تئوري دو فیلمی تغییرات غلظت باعث ایجاد فیلم گشته و انتقال جرم صورت می گیرد.در این تئوري موارد زیر مفروض است:
-انتقال جرم پایا است.
-لایه اي بسیار نازك از هر فاز موجود است. -فیلم ساکن و ضخامت آن ثابت باقی می ماند.
