Bog'liq Tabiiy gaz gaz quduqlaridan uglevodorodlar va boshqa aralashmalar
Tabiiy gaz gaz quduqlaridan uglevodorodlar va boshqa aralashmalar, jumladan kislota gazlari, suv va simob aralashmasi sifatida olinadi. Gazni sotishda talab qilinadigan tarkib cheklovlari asosan bozor spetsifikatsiyalari bilan nazorat qilinadi va CO2 va H2S uchun odatdagi tabiiy gaz quvurlari chegaralari 2% va 4 ppm (Baker, 2002). Ushbu spetsifikatsiyalarga javob berish uchun odatda bir qator ajratish jarayonlari talab qilinadi. Tabiiy gazni oldindan tozalash uchun amalga oshirilgan asosiy ajratish jarayonlaridan biri H2S va CO2 ni o'z ichiga olgan kislota gazlarini olib tashlash uchun ishlatiladigan AGRU (kislota gazini olib tashlash moslamasi) hisoblanadi.
Buning uchun gazni qayta ishlash sanoatida kislotali gazlarni olib tashlash uchun amin erituvchilar bilan kimyoviy singdirish keng qo'llaniladi. Ushbu jarayonning an'anaviy konfiguratsiyasi ikkita ustunni o'z ichiga oladi: amin erituvchilar kislota gazlarini o'zlashtiradigan absorber va desorbsiya reaktsiyasini amalga oshirish va absorberda qayta ishlatish uchun amin erituvchini qayta tiklash uchun tashqi issiqlik ta'minlanadigan regenerator (1-rasmda ko'rsatilganidek). ). Shuni ham ta'kidlash kerakki, jismoniy yutilishdan foydalanish kabi muqobil texnologiyalar mavjud (Guo va boshq., 2012), ammo bu ishda biz kimyoviy yutilishdan foydalanadigan ilovalarga e'tibor qaratdik.
Amin asosidagi kislota gazini olib tashlash jarayonlari uchun muhim dizayn parametrlari ishlatiladigan erituvchining turi va konsentratsiyasiga qo'shimcha ravishda erituvchining aylanish tezligini o'z ichiga oladi. Bundan tashqari, turli dizaynlarning ishlashini baholash uchun eng muhim o'zgaruvchilarga olib tashlangan CO2 miqdori va regeneratorni qayta ishlovchi burch (hukmron energiya talabi) kiradi.
AGRUlar katta miqdorda energiya iste'mol qiladilar va ko'plab tadqiqotlar energiya samaradorligini oshirish va ushbu birliklarning operatsion xarajatlarini kamaytirish yo'llarini ko'rib chiqdi. Masalan, Sakvattanapong va boshqalar. (2005) amin erituvchilarning turli aralashmalarining zarur regeneratsiya energiyasiga ta'sirini o'rgangan. Yaqinda Shi va boshqalar. (2014) shuningdek, regeneratsiya energiyasini va regenerator hajmini kamaytirish uchun qattiq kislota katalizatorlaridan foydalanish bilan birga turli xil erituvchilar aralashmalarining ta'sirini ko'rib chiqdilar. Shuningdek, bir qator turli mualliflar CO2 ni ushlash (Binns va boshq., 2015) va tabiiy gazni shirin qilish (Niu va Rangaiah, 2014) uchun gibrid tizimlarda amin asosidagi assimilyatsiya va membrana ajratgichlarining kombinatsiyasini ko'rib chiqdilar.
1-rasmda ko'rsatilgan asosiy konfiguratsiyaga qo'shimcha ravishda turli
Ajratish samaradorligini oshirish va energiya talablarini kamaytirish maqsadida ustun konfiguratsiyasini o'zgartirish ham ko'rib chiqilishi mumkin. Le Moullec va boshqalarning sharhida. (2014) samaradorlikni oshirish va energiya sarfini kamaytirish uchun ko'proq mumkin bo'lgan konfiguratsiya variantlari muhokama qilinadi. Asosiy dizayn variantlari uchtasini o'z ichiga oladi.
muhim imkoniyatlarni boy bermang. Sezuvchanlik tahlili odatda ish sharoitlarini o'rganish uchun qo'llaniladi va ba'zi hollarda u besleme joylari, ajratilgan fraktsiyalar va ustunlar balandligi kabi tizimli variantlarga ham qo'llaniladi (Gao va boshq., 2014), strukturaviy variantlarni optimallashtirish odatda hisobga olinmaydi. . Strukturaviy o'zgarishlar optimallashtirishga kiritilgan bir nechta tadqiqotlardan biri Patil va boshqalarning ishi. (2006), bu erda yuqori tuzilmani optimallashtirishning bir qismi sifatida operatsion parametrlarni o'zgartirish bilan parallel ravishda bir nechta ozuqalar ko'rib chiqiladi. Tabiiy gaz suyuq mahsulotlarini qayta tiklash uchun yanada murakkab ustki tuzilma yondashuvlari amalga oshirilgan bo'lsa-da (Diaz va boshq., 1997), tabiiy gazni shirin qilish sohasida bunday tadqiqotlar etishmasligi mavjud. Shunday qilib, bir nechta turli xil jarayon modifikatsiyalarini o'z ichiga olgan yangi jarayonlarni aniqlash imkoniyatlari to'liq o'rganilmagan.
Ushbu tadqiqotda yuqori tuzilmani optimallashtirishning yangi ramkasi
Eng foydali konfiguratsiya va ish sharoitlarini aniqlash uchun bir vaqtning o'zida bir nechta turli konstruktiv variantlarni (atrofdagi nasos, ko'p oziqlantirish, yarim ozg'in erituvchi) ko'rib chiqadigan taklif qilingan. Ushbu yangi ramka Patil va boshqalar tomonidan amalga oshirilgan ustki tuzilishga qaraganda ko'proq dizayn variantlarini (shuningdek, yanada qat'iy modellardan foydalangan holda) o'z ichiga olgan murakkabroq ustki tuzilmani amalga oshiradi. (2006). Shu tarzda, eng mos keladigan konfiguratsiyani aniqlash uchun optimallashtirish bilan bir vaqtda ushbu jarayonning bir yoki bir nechta modifikatsiyasini hisobga olgan holda, eng tejamkor amin asosidagi kislota gazini olib tashlash jarayonini aniqlash mumkin.
Jarayonni modellashtirish va simulyatsiya qilish MATLAB® da mavjud bo'lgan tashqi stoxastik optimallashtirish algoritmi bilan interaktiv bog'langan Aspen HYSYS® yordamida amalga oshiriladi. Ushbu integratsiyalashgan protsedura jarayon simulyatsiyasidan olingan oqim ma'lumotlari asosida optimallashtirish doirasida mumkin bo'lgan issiqlikni qayta tiklashdan foydalanishga imkon beradi.
Ma'lum bir misol uchun sezgirlik tahlili turli individual dizayn konfiguratsiyalari va operatsion parametrlarining ta'sirini aniqlash uchun ishlatiladi. Keyinchalik, ushbu yondashuvning afzalliklarini ko'rsatish uchun ushbu holatga yangi optimallashtirish tizimi qo'llaniladi.
