بررسي اثر افزايش مقدار هواي ورودي بر ميزان بازيافت گوگرد و دماي احتراق كوره واحد بازيافت گوگرد پالايشگاه نفت آبادان

Effect of increasing amount of inlet Air on reaction furnace temperature and sulfur recovery of Abadan Oil refinery

فرآيند كلاوس اصلاح شده معمولاً در پالايش نفت و گاز جهت بازيابي گوگرد و از بين بردن آلاينده هايي كه در فرآيند پالايش بوجود آمده اند مورد استفاده قرار مي گيرد. گاز اسيدي ورودي به واحد كلاوس اگر شامل سولفيد هيدروژن با غلظت كم باشد، باعث ايجاد شعله ناپايدار در كوره واكنش شده، همچنين احتراق ناقص هيدروكربن ها باعث غيرفعال شدن كاتاليست ها به دليل تجمع سوت و كربن مي شود. بنابراين تدابيري بايد در نظر گرفته شود تا بتوان به ميزان قابل قبولي از بازيافت گوگرد دست پيدا كرد. در اين مقاله، فرآيند احتراق در كوره واكنش پالايشگاه مذكور، شبيه سازي و نتايج با داده هاي تجربي مقايسه شده اند، سپس روش بهينه سازي افزايش دبي هواي ورودي براي سه حالت افزايش 5، 10 و 20 درصدي با نرم افزار فلوئنت شبيه سازي شده است. ميزان افزايش دماي احتراق به ازاي افزايش 5 درصدي دبي هواي ورودي، 25 درجه، براي افزايش 10 درصدي، 50 درجه و براي افزايش 20 درصدي، 78 درجه مي باشد. تغييرات جزء مولي محصولات احتراق در اثر بهينه سازي مورد بررسي قرار گرفته است. ميزان توليد گوگرد افزايش و ميزان توليد آلاينده هاي كربونيل سولفيد و كربن دي سولفيد كاهش يافته است. جهت مدلسازي جريان آشفته احتراقي داخل كوره از مدل K-e استاندارد و اثر آن بر نرخ احتراق از مدل اتلاف گردابه اي استفاده شده است. داده هاي مدلسازي تطابق خوبي با داده هاي تجربي داشته، و به ازاي افزايش 20 درصدي دبي هواي ورودي، توليد گوگرد حدوداً 1.5 درصد افزايش مي يابد.

The modified Claus process is commonly used in oil refining and gas processing to recover sulfur and destroy contaminants formed in upstream processing. A Claus furnace feed containing a relatively low concentration of H2S may be incapable of producing a stable flame. Also, incomplete combustion of hydrocarbons in the feed can lead to deterioration of the catalyst in the reactors due to soot or carbon deposition. Therefore, special consideration is necessary to achieve the appropriate overall sulfur recovery. In this article, first, reaction furnace of Sulfur recovery unit of Abadan Oil refinery have been simulated with Ansys-Fluent and numerical data were validated with experimental data. Then effect of increasing amount of inlet Air on Sulfur recovery and combustion temperature have been investigated. Amount of inlet air has been increased for three cases, including 3.26, 3.41, 3.72 kg/h, this increase in inlet air, caused increase in temperature of reaction furnace and amount of Sulfur recovery. This increase in combustion temperature for each case is respectively 25, 50, 78 degrees. According to the results, the amount of contaminants decreased and If amount of inlet air increases up to 3.72 kg/h, amount of Sulfur recovery increases up to 1.5 percent. For numerical simulation of turbulent flow of combustion and its effects on combustion rate, k-e and Eddy-Dissipation model have been used.