عبدالرضا مقدسی

چکیده بدلیل سهم قابل توجه صنایع نفتی در اقتصاد ایران، توسعه و بهینه سازی واحدهای این صنعت از اهمیت قابل توجهی برخوردار است. در این مسیر، شبیه سازی به عنوان یک ابزار کارآمد و کم هزینه، می تواند نقش موثری را ایفا نماید. پژوهش حاضر، با هدف شبیه سازی و بهینه سازی فرآیند تولید آمونیاک در پتروشیمی مسجد سلیمان توسط نرم افزار ASPEN HYSYS V.10انجام شد. واحد تولید آمونیاک پتروشیمی مسجد سلیمان با ظرفیت 2050 تن در روز تحت دانش فنی شرکت CASALE احداث شده است. خوراک اصلی این واحد، شامل هیدروژن و نیتروژن است که نیتروژن از هوا و هیدروژن از فرآیند تبدیل گاز طبیعی با بخار آب بدست می آید. به منظور شبیه سازی فرآیند، ابتدا واحد به بخش‌های ریفرمینگ متان با بخار، تبدیل CO به CO2، جذبCO2، متان ساز، فشرده سازی و سنتز آمونیاک تفکیک گردید. سپس این بخش‌ها بر اساس اطلاعات طراحی واحد (PFD) واحد پتروشیمی مسجد سلیمان با نرم افزار ASPEN HYSYS شبیه سازی و بهینه سازی گردید. برای شبیه سازی از معادله Peng-Robinson، Acid Gas استفاده شده است. نتایج بدست آمده از شبیه سازی با اطلاعات PFD مورد مقایسه قرار گرفت و درصد خطای نسبی جریان محصول آمونیاک در شبیه‌سازی پایا با حالت طراحی بسیار کم بود. به منظور بهینه سازی فرآیند، تاثیر کاهش دمای ریفرمر اولیه جهت کاهش سوخت به طوری که میزان متان واکنش نداده ثابت باشد بررسی گردید. نتایج حاکی از آن بود که کاهش دمای خروجی ریفرمر اولیه به اندازه‌ی °C15 و افزایش دمای هوای ورودی به ریفرمر ثانویه به اندازه‌ی °C200 موجب کاهش kj/h 106×44/1 مصرف انرژی حرارتی در قسمت ریفرمینگ خواهد شد. در مرحله بعد با توجه به بالا بودن میزان گاز CO2 در جریان خروجی از دودکش ریفرمر اولیه، یک واحد جذب شیمیایی با حلال مونو اتانول آمین (MEA)به منظور جداسازیCO2 و ارسال به واحد اوره با هدف کاهش اثرات زیست محیطی ناشی از گازهای گلخانه ای طراحی و شبیه سازی گردید. با بررسی و بهینه سازی پارامترهایی نظیر دمای ورودی، ارتفاع برج جذب و دفع و دمای حلال ورودی به برج جذب، نتایج نشان دهنده آن بود که 99% CO2 خروجی از دودکش توسط این قسمت جذب می گردد. در بخش سنتز آمونیاک با تغییر راکتور از نوع تبدیلی به تعادلی و بررسی اثر دما و فشار بر روی درصد تبدیل آمونیاک، نشان داده شد که کاهش دما و افزایش فشار موجب افزایش تبدیل آمونیاک می گردد. در ادامه با بهینه سازی شرایط عملیاتی راکتور سنتز با استفاده از بهینه ساز نرم افزار HYSYS میزان تولید آمونیاک 5/12% افزایش یافت. کلمات کلیدی: آمونیاک، شبیه سازی، HYSYS، بهینه سازی، جذب CO2