پژوهش های کاربردی مهندسی شیمی - پلیمر
فصلنامه علمی - پژوهشی

شبیه سازی و بهینه سازی مرکاپتان زدائی از پروپان و بوتان در پالایشگاه های گاز پارس جنوبی

نوع مقاله : پژوهشی اصیل

نویسندگان

عبدالمطلب بیژنی 1
سیدحمید اسماعیلی فرج 2
مجتبی ساعی مقدم 3

1 موسسه آموزش عالی جهاد دانشگاهی استان اصفهان، اصفهان، ایران، 8418155759

2 عضو هیُت علمی- گروه مهندسی شیمی و مواد- دانشگاه صنعتی شاهرود- شاهرود ایران. 3619995161

3 گروه مهندسی شیمی- دانشگاه صنعتی قوچان- قوچان- ایران

چکیده
در واحد 107 پالایشگاه گاز فاز 9 و 10 پارس جنوبی محصولات بوتان و پروپان که اجزاء گاز مایع هستند از گاز طبیعی جدا می­شوند. غلظت متیل مرکاپتان و اتیل مرکاپتان در پروپان به ترتیب ppm 551 و46 و غلظت این ترکیبات در بوتان به ترتیب برابر ppm 1218 و %8/0 وزنی می­باشند. به منظور خارج نمودن مرکاپتانها از محصولات بوتان و پروپان، فرآیند شستشو با محلول آبی هیدروکسید سدیم با غلظت 15 تا 20 درصد وزنی بکار برده می­شود. در این تحقیق با استفاده از نرم افزار Petro-SIM که خاص شبیه سازی واحدهای فرآیندی در صنعت نفت و گاز است، واحدهای 113، 114 و 115 پالایشگاه گاز فاز 9 و 10 پارس جنوبی شبیه سازی شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی با نتایج آزمایشات تجربی و داده­های موجود در اسناد طراحی کارخانه مقایسه شده و تطابق بالایی بین آنها دیده می­شود که نشان از صحت شبیه سازی دارد. در ادامه با استفاده از ابزار بهینه ساز نرم افزار به بهینه سازی پارامترهای عملیاتی پرداخته شده است. نتایج بهینه سازی فرآیند نشان میدهد که با افزایش دمای استخراج در واحد 115 به 46 درجه سانتیگراد می­توان غلظت مرکاپتان در محصولات را کاهش داد. سایر پارامترهای مستقل بر نتیجه نهایی فرآیند تأثیری ندارند و بدون تغییر مانده ­اند.

کلیدواژه‌ها

شبیه سازی
بهینه سازی
مرکاپتانزدائی
نرم افزار Petro-SIM
گاز مایع

موضوعات

عنوان مقاله English

Simulation and Optimization of Demercaptanization of Propane and Butane in South Pars Gas Refineries

نویسندگان English

Abdolmotaleb Bijani 1
Seyyed Hamid Esmaeili-Faraj 2
Mojtaba Daei Moghaddam 3
1 ACECR Institute of Higher Education (Isfahan Branch
2 Assistant Professor, Chemical and Material Engineering, Shahrood University of Technology
3 Chemical Engineering Department, Quchan University of Technology, Quchan, Iran.
چکیده English

Propane and butane that are the contents of LPG are separated from natural gas in the unit 107 of 5th refinery of South Pars Gas Company (SPGC). The concentration of methyl mercaptan and ethyl mercaptan in the propane stream are 551 and 46ppm, respectively, and the concentration of these components in butane stream are 1218 ppm and 0.8%, respectively. In order to remove mercaptans from butane and propane, aqueous solution of sodium hydroxide with 15 to 20% wt. is used for the scrubbing. In this research, using the Petro-SIM software, which is a particular simulator for oil and gas industries, the units 113, 114, and 115 of 5th refinery of SPGC are simulated. The results of the simulation are compared with the data of both experimental data and design documents, and they are goodly match. Then, using the software optimizer the operating parameters is optimized. The optimization results show that by increasing the extraction temperature in the unit of 115 up to 46 ° C, the concentration of mercaptan in the products can be reduced. The other independent parameters do not affect the final result of the process.

کلیدواژه‌ها English

simulation
Optimization
Demercaptanization
Petro-SIM software
LPG
1. Van de Vusse J.G., Engineering aspects of oxidation of mercaptans in caustic solutions: Reaction kinetics and design of reactor, Chem. Eng. Sci. 8, 72–80 (1958).
2. Fahim, M.A., Al-Sahhaf, T.A., Elkilani, A.S., Fundamental of Petroleum refining, Elsevier, Netherland, 2010.
3. Abolhamd, G., Petroleum refining bases, Tehran University publication, Tehran, Iran, 1996.
4. Basu B., Satapathy S., Bhatnagar A. K., Merox and related metal phthalocyanine catalyzed oxidation processes, Catal. Rev. Sci. Eng. 35, 571-609, 1993.
5. Sparks A.K., Oxidation of Mercaptans, US Pat. 3,352,777, 1967.
6. علی‌زاده، م.، پورافشار، م.، مقایسه فرایند سولفورزدایی از میعانات گازی به روش مراکس با روشهای نوین سولفورزدایی و ارزیابی فنی و اقتصادی آن، پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی شیمی-گرایش انتقال و فرآوری گاز، دانشگاه فردوسی مشهد، 1391.
7. قربانی، ع.، رشیدی، ع.، بررسی فرآیند همزمان مرکاپتانزدایی و نم‌زدایی از جریانهای پروپان و بوتان با استفاده از فناوری نانو، دومین همایش بین الملی نفت، گاز و پتروشیمی، 27 آذر ماه 1393، تهران، ایران.
8. Leitão, A., Rodrigues, A., Modeling and simulation of the impregnation step of the merox process, Comput. Chem. Eng., 15 (5), 287-296, 1991.
9. Ganguly S.K., Das G., Kumar S., Sain B., Garg M.O., Mechanistic kinetics of catalytic oxidation of 1-butanethiol in light oil sweetening, Catal. Today. 198, 246-251, 2012.
10. Ganguly S.K., Das G., Kumar S., Sain B., Garg M.O., Catalytic Oxidation of Mercaptans in Light Oil Sweetening: Kinetics and Reactor Design, Chemical Engineering Transactions, 32, 661-666, 2013.
11. Ehsani, M.., Safadoost, A.R., Avazzadeh, R., Kinetic Study of Ethyl Mercaptan Oxidation in Presence of Merox Catalyst, Iran. J. Chem. Chem. Eng., 32(2), 71-80, 2013.
12. Mallaki, A., Farhadi, M., Revamping of Merox LPG sweetening unit for deeper desulfurization, 5th International Congress on Chemical Engineering, Kish Island, Iran, 1386.
13. Shokri, S., Ganji, H., Ahmadi-Marvast, M., Bazmi, M., Study of the effective factors in gasoline sweetening process, petroleum & coal, 50(3), 1-9, 2008.
14. روئیائی،س.ج.، شفقت، الف، سلطانعلی، س.، طراحی و شبیه سازی فرآیندهای پالایشگاهی با Petro-SIM، انتشارات کتاب پدیده، 1391.
15. Operating Manual: Propane, butane treatment and Caustic Regeneration units, South Pars Gas Field Development (Phases 9&10), Contract No. POGC-760-81-156.
16. Xia D., Su Y., Qian J., Studies on the oxidation of mixed thiols in light oil sweetening.3. Kinetics of the catalytic co-oxidation of mixed thiols in gas-liquid-solid system, Ind. Eng. Chem. Res. 38, 1291-1294, 1999.
17. Leitao A., Rodrigues A., Studies on the Merox Process: Kinetics of n-Butyl Mercaptan Oxidation, Chem. Eng. Sci., 44(5), 1245, 1989.
18. Das G., Sain B., Kumar S., Muralidhar G., Garg M. O., Synthesis, characterization and catalytic activity of cobalt phthalocyanine sulphonamide in sweetening of LPG, Catal. Today. 141, 152-156, 2009.
19. Sain B., Puri S.N., Das G., Balodi B.P., Kumar S., Kumar A., Kapoor V.K., Bhatia V.K., Rao T.S.R.P., Rai G.P., Process for the preparation of a novel catalyst useful for sweetening of LPG and light petroleum distillates. US Pat. 6,740,619, 2004a.
20. R.M. Akhmadullin, A.G. Akhmadullina, S.I. Agadjanyan, A.R. Zaripova. Desulphurization of petroleum products and sewage decontamination using polymeric KSM catalyst, Oil Refining & Petrochemical, 6, 10-16, 2012.
21. M. Davoudi, I. Khoramdel, B. Bazregari, Performance Assessment and Optimization of Liquid Petroleum Gas Demercaptanization process (A case study), The north Africa Technical Conference and Exhibition, Cairo, Egypt, 2012.

صفحه اصلی

راهنمای نویسندگان

ارسال مقاله

داوران

تماس با ما