مدل‌سازي و شبيه سازي فرآيند شيرين سازي گاز: جذب گازهاي CO2 و H2S با استفاده از محلول آبي MDEA

Modeling and simulation of gas sweetening process: absorption of CO2 and H2S using MDEA aqueous solution

در اين تحقيق، جذب گازهاي دي اكسيدكربن و سولفيد هيدروژن در فرآيند شيرين سازي گاز، مدل‌سازي و شبيه سازي شده است. در مدل ارايه شده براي محاسبه شار انتقال جرم با در نظر گرفتن تمامي واكنش ها از مدل فيلمي استفاده شده است. معادلات حاصل از مدل‌سازي فرآيند شامل مجموعه معادلات انتقال جرم، حرارت و هيدروديناميك فرآيند بوده كه منجر به معادلات ديفرانسيلي پاره‌اي و معمولي گرديد. براي حل اين معادلات در جهت محور برج انفصال سازي انجام گرفته و معادلات به‌صورت همزمان توسط روش خطوط حل شده‌اند. نتايج مدل با داده هاي تجربي واحد شيرين سازي مقايسه گرديد. نتايج نشان داد كه مدل ارايه شده به خوبي رفتار فرآيند را با دقت بالا پيش بيني مي نمايد. درصد متوسط خطاي مدل براي فرآيند شيرين سازي 06/5 درصد با 100 مرحله غيرتعادلي به‌دست آمد.

In this work, the absorption of hydrogen sulfide and carbon dioxide was modeled and simulated in the gas sweetening process. In the model, chemical reactions were considered in the film model. Mass transfer fluxes were calculated for H2S and CO2 using steady state and unsteady state film model respectively. In the development model, effect of ionic and molecular species on mass flux was considered. The model equations including mass transfer and heat and hydrodynamic equations that are in ordinary and partial differential equations form. The equations were solved simultaneously suing finite difference and method of lines method. The simulation result was compared with experimental data of gas sweetening unit. The result showed that the model was predicted rigorously behavior of the process. The deviation average percent of the sweetening process was 5.06 with 100 nonequilibrium stages.