بهينه سازي اقتصادي فرآيند جداسازي غشايي دي اكسيدكربن از گاز طبيعي به روش طرح عاملي كامل دو سطحي

در اين مقاله فرآيند جداسازي غشايي دي اكسيدكربن از گاز طبيعي به وسيله نرم افزار Aspen-Hysys و با استفاده از مدل هاي رياضي به صورت يك مرحله اي شبيه سازي و صحت نتايج شبيه سازي با داده هاي فرآيندي موجود در ديگر مقالات، تاييد شده است. غشا در نظر گرفته شده براي اين فرآيند از نوع 6FDA-2,6-DAT است. هزينه فرآيند به صورت تابع جامع از تمامي عوامل تاثيرگذار از جمله دما، فشار، و نرخ جريان گاز طبيعي و نيز فشار جريان تراوه مشخص شد. براي رسيدن به شرايط بهينه اقتصادي جداسازي دي اكسيدكربن از گاز طبيعي، از طرح عاملي كامل دو سطحي استفاده شد. دما، فشار، و نرخ جريان خوراك، و فشار جريان تراوه در شرايط بهينه اقتصادي براي خوراك گازي معين، به ترتيب برابر 0C30، atm5، MMSCF/hr2، و atm1/0 به‌دست آمد. تاثير پارامترهاي بيان شده در اطراف نقطه كمينه اقتصادي بررسي و مشخص شد كه افزايش دما، و فشار خوراك گازي و نيز فشار جريان تراوه باعث افزايش هزينه فرآوري، و افزايش نرخ جريان خوراك سبب كاهش هزينه فرآوري خواهد شد.

In this study, one-step membrane separation process for CO2-removal from natural gas was simulated using mathematical modelsby Aspen-Hysys software. The results of simulation were verified using published process data of other papers. The membrane used in this study is 6FDA-2, 6-DAT. Temperature, pressure, and flow rate of natural gas, and permeate pressure are amongst parameters affecting the cost of process. The process cost as a function of all influencing factors was determined. To achieve optimal economic conditions, a full factorial two level design with one center point was used. Temperature, pressure, and flow rate of gas feed, and permeate pressure of optimum economic point was estimated respectively 30 0C, 5 atm, 2 MMSCF/hr, and 0.1 atm. Around minimal economic point, the effect of considered parameters was investigated. The result showed that, as temperature, and pressure of feed gas and permeate pressure decreased, the process cost decreased. And also the process cost increased as feed flow rate decreased.