شبیه سازی اسپن هایسیس جذب کربن دی اکسید از گاز طبیعی با Sulfinol-M

مقدمه

افزایش نیاز جهانی به گاز طبیعی علاوه بر بهبود فرآینـدهای موجـود برای تولید و مصرف انرژی، کنترل آلودگی را نیز مـی طلبـد . یکـی از جدی ترین مشکلاتی که تکنولوژی های مربوط بـه فرآینـدهای گـاز طبیعی با آن روبرو هستند، وجود مقادیر زیاد گازهای اسـیدی اسـت که حدود 40 %گاز خروجی از چاهها را تشکیل می دهـد. حـدود 46/13 %مخازن گاز طبیعی در دنیا بالای 10 %حاوی H2S و حـدود 9/26 %از این مخازن نیز بالای 10 %حاوی گاز CO2 مـی باشـند. در این پروژه به شبیه سازی جذب کربن دی اکسید از گاز طبیعی با Sulfinol-M می پردازیم.

شیرین سازی گاز طبیعی

در دهه ۱۹۳۰ برای اولین بار از آلکانول آمین ها برای ، شیرین سازی گاز استفاده شد و از آن زمان تا دهه ۱۹۷۰، مونو اتانول آمین (MEA) بیشترین کاربرد را داشت ولی از دهه ۱۹۷۰، به علت معایبی که مونو اتانول آمین داشت مانند خوردگی و هدررفت حلال، دی اتانول آمین (DEA) جایگزین این آمین شد، از اواسط دهه ۱۹۷۰ و بخصوص در دو دهه اخیر متیل دی اتانول آمین (MDEA) به خاطر مزایایی مانند: توانایی جداسازی گزینش پذیر سولفید هیدروژن در حضور دی اکسید کربن، پایداری بالا و مصرف انرژی پایین برای بازیافت حلال کاربرد وسیعی در صنعت گاز پیدا کرده است.

آلکانول آمین ها به طور کلی از حداقل یک گروه هیدروکسیل (-COH) و حداقل یک گروه آمینو (-NH₂) تشکیل می شوند. آمین های مرسومی که برای شیرین سازی گاز مورد استفاده قرار می گیرند، عبارتند از:

1. آمین های نوع اول (Primary)، مونو اتانول آمین (MEA) و دی گلایکول آمین (DGA)
2. آمین های نوع دوم (Secondary)، دی اتانول آمین (DEA) و دی ایزو پروپانول آمین (DIPA)
3. آمین های نوع سوم (Tertiary)، تری اتانول آمین (TEA) و متیل دی اتانول آمین (MDEA)

حلال Sulfinol-M

حلال سولفینول- ام متشکل از مخلوط سولفولان (حلال فیزیکی)،متیل دی اتانول آمین(MDEA) و آب می باشد. نسبت سولفولان ،MDEA و آب درحلال باتوجه به خصوصیات خوراک و کیفیت گازتصفیه شده متغیرمی باشد.در فرآیند سولفینول – ام می توان مقدار سولفولان را افزایش و به نسبت میزان MDEA راکاهش داد. گفتنی است سولفولان را در غلظت های بالای 40%می توان مورد استفاده قرار داد. درنهایت غلظت سولفولان در این فرآیند به پارامترهایی ازجمله کیفیت گازشیرین ،هزینه سرمایه گذاری دربخش های مختلف ازجمله انرژی، حلال و سایر شرایط عملیاتی بستگی دارد.

شرح فرآیند

شبیه‌سازی فرآیند جذب کربن دی‌اکسید از گاز طبیعی با استفاده از حلال Sulfinol-M به منظور بهینه‌سازی عملکرد و افزایش کارایی این فرآیند انجام می‌شود. در ابتدا، شرایط عملیاتی شامل دما، فشار و غلظت گاز طبیعی و CO2 تعیین می‌شود. سپس، مدل ریاضی فرآیند جذب با استفاده از معادلات ریاضی مرتبط با انتقال جرم و تعادل فازی ایجاد می‌شود. حلال Sulfinol-M به عنوان یک حلال چندگانه عمل کرده و قابلیت جذب CO2 را بهبود می‌بخشد. شبیه‌سازی می‌تواند با استفاده از نرم‌افزارهای شبیه‌سازی شیمیایی مانند Aspen HYSYS انجام شود، که به تحلیل نقاط کار، تغییرات دما و فشار و میزان جذب CO2 کمک می‌کند. نتایج شبیه‌سازی می‌تواند به ارزیابی اثرات مختلف روی کارایی جذب و طراحی بهینه سیستم‌های صنعتی برای کاهش انتشار کربن دی‌اکسید کمک کند.

نتیجه گیری

نتیجه‌گیری از شبیه‌سازی فرآیند جذب کربن دی‌اکسید از گاز طبیعی با استفاده از حلال Sulfinol-M نشان می‌دهد که این حلال به‌عنوان یک گزینه کارآمد برای کاهش غلظت CO2 در منابع گازی عمل می‌کند. ارزیابی‌های انجام‌شده حاکی از آن است که با تنظیم بهینه شرایط عملیاتی، می‌توان کارایی جذب را به‌طور چشمگیری افزایش داد و در نتیجه، هزینه‌های مرتبط با تصفیه گاز طبیعی کاهش می‌یابد. همچنین، این شبیه‌سازی‌ها به تأثیرات محیطی مثبت این فرآیند اشاره دارد، چرا که کاهش انتشار CO2 می‌تواند نقش مهمی در مقابله با تغییرات اقلیمی ایفا کند. به‌طور کلی، نتایج این مطالعه می‌تواند راهگشای طراحی سیستم‌های صنعتی بهینه برای جذب کربن دی‌اکسید و بهبود پایداری انرژی باشد.

شبیه سازی جذب کربن دی اکسید از گاز طبیعی با Sulfinol-M

در این پروژه، فرایند جذب کربن دی اکسید از گاز طبیعی با Sulfinol-M در نرم افزار اسپن هایسیس شبیه سازی شده است.

جهت خرید پروژه و یا کسب اطلاعات بیشتر در مورد آن، از طریق لینک زیر اقدام نمایید.

خرید این پروژه: 700 هزار تومان