طراحی و مدلسازی یک فرآیند درحال بهره برداری نم‌زدایی گاز طبیعی به روش جذب سطحی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، گروه انرژی های نو و محیط زیست دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران، تهران، ایران

2 کارشناسی ارشد مهندسی سیستم های انرژی، گروه انرژی های نو و محیط زیست ، دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران، تهران، ایران

چکیده

در این مقاله یک فرآیند درحال بهره برداری نم زدایی گاز طبیعی به روش جذب سطحی  شبیه سازی و آنالیز می شود. این فرآیند برای حذف آب و رساندن آن به مقدار مجاز در گاز طبیعی طراحی شده است و از 4 بستر دولایه تشکیل شده که 3 بستر در حال جذب و بستر دیگر در حال احیا می­باشد. از جاذب های غربال مولکولی و آلومینای فعال برای جذب آب موجود در گازها استفاده شده است. گاز ورودی به این فرآیند از آب اشباع بوده و شامل متان، نیتروژن، آب، و کربن دی­اکسید در نظر گرفته شده است و با دمای 42 درجه سلسیوس و فشار 90 بار وارد برج می­شود. برای طراحی و مدلسازی این فرآیند از نرم افزارهای اسپن و متلب استفاده شده است. در این شبیه سازی مقدار آب موجود در گاز به کمتر از  ppm09/0رسیده که مقدار مجاز آن ppm1/0 می باشد. نتایج نشان می دهند که مدل توسعه داده شده قادر است دادهای موجودرا با دقت قابل قبولی (88 درصد) پیش بینی کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1]     Gandhidasan P., Al-farayedhi A. A., and A. A. Al-mubarak, Dehydration of natural gas using solid desiccants. Vol. 26, pp. 855–868, 2001.
[2]     علی وطنی، نیما نویدی, شبیه‌سازی و بهینه‌سازی واحد نم‌زدایی پالایشگاه گاز شهید هاشمی نژاد خانگیران، 2005.
[3]     Zou C., Zhao P., Wang M., Liu D., Wang H., and Wen Z., Failure analysis and faults diagnosis of molecular sieve in natural gas dehydration, Eng. Fail. Anal., Vol. 34, no. 8, pp. 115–120, 2013.
[4]     محمدجعفر صادق زاده, مهران نصیربد محمود مشفقیان, مطالعه تأثیر پسماند در محاسبه زمان شکست بستر در فرآیند نم‌زدایی با غربال مولکولی،2013.
[5]     Rahimpour M. R., Saidi M., and Seifi M., Improvement of natural gas dehydration performance by optimization of operating conditions: A case study in Sarkhun gas processing plant, J. Nat. Gas Sci. Eng., Vol. 15, pp. 118–126, 2013.
[6]     Rouzbahani A. N., Bahmani M., J. Shariati, T. Tohidian, and Rahimpour M. R., Journal of Natural Gas Science and Engineering Simulation , optimization , and sensitivity analysis of a natural gas dehydration unit. Vol. 21, 2014.
[7]     Qazvini O. T. and Fatemi S., Modeling and Simulation Pressure – Temperature Swing Adsorption Process to Remove Mercaptan from Humid Natural Gas ; A Commercial Case Study, Sep. Purif. Technol., 2014.
[8]     Yousefi H., Mehrpooya M., Naeiji and E., Modeling and optimization of currently in operation natural gas desulfurization process using adsorption separation method. Chem. Eng. Process. Process Intensif., vol. 120, No. June, pp. 220–233, 2017.
[9]     Amooey A. A., A Modified Peng-Robinson Equation State for Prediction of Gas Adsorption Isotherm. Chinese Journal of Chemical Engineering, Vol. 22, pp. 628-633, 2014.
[10] Shirani B., Kaghazchi T., and Beheshti M., Water and mercaptan adsorption on 13X zeolite in natural gas purification process. Korean journal of chemical engineering, Vol. 27, pp. 253-260, 2010.
[11] Qazvini O. T. and Fatemi S. Modeling and simulation pressure–temperature swing adsorption process to remove mercaptan from humid natural gas; a commercial case study. Separation and Purification Technology, Vol. 139, pp. 88-103, 2015.
[12] F Da Silva. A., Silva J. A., and Rodrigues A. E. A general package for the simulation of cyclic adsorption processes. Adsorption, Vol. 5, pp. 229-244, 1999.
[13] Yang R. T., Adsorbents: fundamentals and applications: John Wiley & Sons, 2003.
[14] Do D. D., Adsorption Analysis: Equilibria and Kinetics:(With CD Containing Computer Matlab Programs) Vol. 2: World Scientific, 1998.
[15] Welty J. R., Wicks C. E., Rorrer G., and Wilson R. E., Fundamentals of momentum, heat, and mass transfer: John Wiley & Sons, 2009.
[16] Perry R. H. and Green D. W., Perry's chemical engineers' handbook: McGraw-Hill Professional, 1999.
[17] Langmuir I., The adsorption of gases on plane surfaces of glass, mica and platinum. Journal of the American Chemical society, Vol. 40, pp. 1361-1403, 1918.
[18] PAUL M. Manual of symbols and terminology for physicochemical quantities and units. 1979.
[19]  حسین قاسم زاده، مهدی مهرپویا، فتح اله پورفیاض، حامد کاظم پور، عارف عزوجی، سومین همایش بین الملی نفت، گاز و پتروشیمی، شبیه سازی فرآیند حذف آب و هیدرو کربن های سنگین از گاز طبیعی به روش جذب سطحی، تهران، ایران، 1394.