عبدالرضا مقدسی

چکیده کشور ایران یکی از غنی‌ترین کشورهای جهان از نظر ذخایر گاز طبیعی است. با برخورداری از چنین ذخیره‌ای، گاز به عنوان سوخت و انرژی می‌تواند در صدر منابع مورد استفاده قرار گیرد تا پاسخگوی رشد روزافزون مصرف انرژی و همچنین منبعی برای درآمدهای حاصل از صادرات تلقی گردد. در این پایان نامه فرآیند بهینه سازی نرخ مونو اتانل آمین(MEA) در گردش طی فرآیند جداسازی دی اکسید کربن از اتان دریافتی در واحد منواتانول آمین پتروشیمی امیرکبیر مد نظر قرار گرفت. با در نظر گرفتن شرایط و ترکیب درصد اتان خروجی، جذب دی اکسید کربن با استفاده از آمین نوع اول پیشنهاد شد. پس از انتخاب مدل ترمودینامیکی Acid Gas، فرآیند مورد نظر با استفاده از نرم افزار Aspen Hysys شبیه سازی شد و نتایج حاصل از شبیه سازی با نتایج عملیاتی و طراحی مقایسه شد و تطابق خوبی بین این دو مشاهده شد. شبیه سازی صورت گرفته به خوبی توانست پروفایل دما و فشار در طول برجهای جذب و احیا را پیش بینی کند. برای بررسی دقیق تر واحد جذب دی اکسید کربن، ابتدا فرآیند مورد ارزیابی فنی قرار گرفت و پارامترهای مهم فرآیند بررسی شد. در فرآیند فوق، بازیابی دی اکسید کربن 96/99% بود. بمنظور به حداقل رساندن مصرف حلال مصرفی و کاهش بار حرارتی تجهیزات، آنالیز حساسیت بر روی پارامترهای اساسی این فرآیند نظیر حلال مصرفی در گردش، دما و فشار گاز ترش ورودی به برج جذب، دما و فشار حلال MEA صورت گرفت. نتایج نشان داد کاهش نرخ آمین در گردش در فرآیند باعث کاهش هدررفت آمین و کاهش هزینه های عملیاتی می شود. همچنین کاهش نرخ آمین در برج احیا اثری بر میزان بازیابی دی اکسید کربن نداشت. اما افزایش آن باعث افزایش هزینه های عملیاتی و هزینه های ساخت تجهیزات خواهد شد. در مرحله آخر، بر اساس نتایج آنالیز حساسیت، فرآیند موجود بهینه سازی شد. تابع هدف برای بهینه سازی، دبی آمین در گردش و قیدها ترکیبی از میزان کربن دی اکسید در گاز خروجی از بالای برج جذب و مقادیر CO2 Loading آمین غنی و CO2 Loading آمین احیا شده بود. پس از انجام بهینه سازی تحت قیدهای مشخص شده فرآیندی، این تابع هدف کمینه شد. در نقطه بهینه نرخ آمین در گردش در فرآیند از kg/hr10630 به kg/hr 9000 کاهش یافت که این کاهش معادل 3/%15 می باشد، دما و فشار گاز ترش ورودی به برج جذب به ترتیب برابر باbara 21 و C°11/41 ، دما و فشار حلال آمین ورودی به برج جذب به ترتیب برابر باbara 18 و C° 04/44 بدست آمد. در این حالت میزان دی اکسید کربن در گاز خروجی از بالای برج جذب برابر با ppm63/22بود که در رنج مجاز می باشد. در ضمن نتایج شبیه سازی و مقایسه آن با اطلاعات عملیاتی واحد نشان دهنده آن بود که خطای نسبی شبیه سازی کمتر از 2% درصد می باشد.