شبیه‌سازی ستون جذب سولفید هیدروژن با استفاده از محلول کاستیک و جایگزینی پرکن‌های مختلف جهت کاهش مصرف کاستیک

نوع مقاله : علمی ترویجی

نویسندگان

1 1 گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی نفت،گاز و پتروشیمی، دانشگاه خلیج فارس، بوشهر، ایران

2 دانشگاه خلیج فارس

چکیده

در این مطالعه جذب واکنشی انتخابی به وسیله جذب شیمیایی در محلول آبی کاستیک در نظر گرفته شده است. این مطالعه بر پایه شبیه‌سازی با اسپن پلاس نسخه 9 می‌باشد. برای تعیین بازدهی جداسازی برای شرایط عملیاتی متفاوت در شبیه‌سازی، از مدل مبتنی بر نرخ استفاده شده است. مدل NRTL الکترولیتی برای توصیف رفتار غیر ایده‌آل در فاز مایع استفاده شده است، در حالی که معادله حالت سواو ردلیش-کوانگ برای فاز بخار استفاده شده است. نتایج شبیه‌سازی کارایی بالای کاستیک برای حذف سولفید هیدروژن را نشان می‌دهد. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد غلظت سولفید هیدروژن در گاز خروجی از برج جذب زیر  ppm5/0 می‌باشد. همچنین در مورد جایگزینی پرکن­های مختلف و اثر آ‌‌ن‌ها روی کاهش مصرف کاستیک بحث شده است. نتایج نشان داد که در یک دبی، غلظت و دمای ثابت جریان کاستیک، پرکن فلکسیمکس فلزی 400 عملکرد بهتر و صرفه اقتصادی مناسب‌تری در جذب سولفید هیدروژن نسبت به سایر پرکن­های مورد مقایسه دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Simulation of hydrogen sulfide absorption tower using caustic solution and replacement of different packings to reduce caustic consumption

نویسنده [English]

  • Ahmad Saeedi Majd 1
1 Department of Chemical Engineering, Faculty of Petroleum, Gas and Petrochemical Engineering, Persian Gulf University, Bushehr, Iran
چکیده [English]

In this study, the selective adsorption is considered by chemical absorption by caustic aqueous solution. This study is based on the simulation with the Aspen-Plus version 9. The rate-based model has been used to determine the separation efficiency for different operating conditions in the simulation. The NRTL electrolytic model is used to describe the non-ideal behavior in liquid phase, while the Soave-Redlich-Kwong equation of state is used for vapor phase. Simulation results show the high efficiency of caustic for the removal of hydrogen sulfide. The results show that the concentration of hydrogen sulfide in the outlet gas from the absorption tower is below 0.5 ppm. It is also discussed about the replacement of different packings and their effect on the reduction of caustic consumption. The results showed that at constant caustic flow rate and concentration, FLEXIMAX-metal 400 packing had better performance in absorbing hydrogen sulfide.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Selective reactive absorption
  • Hydrogen Sulfide
  • Caustic
  • Packed tower
  • Packing
[3]  Madsen, JN. Process simulation programs for CO2 Absorption. Master Thesis, Telemark University College, 2010.
[4] Hansen, E. Aspen HYSYS and Aspen Plus simulation programs for CO2 absorption. Master Thesis, Telemark University College, 2011.
[5] I. Process, S. Engineering, and F. Ahmadi, “Assessing the Performance of Aspen Plus and Promax for the Simulation of CO2 Capture Plants,” Promax, p. 72, 2012.
[6]     م. افخمی پور، ر. آذین، ش. عصفوری، “مدل‌سازی جذب انتخابی گاز هیدروژن سولفید توسط محلول متیل دی اتانول آمین در برج جذب پرشده،” نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران vol. 31, no. 2, pp. 27–39, 2012.
[7] H. Cherif et al., “Experimental and simulation results for the removal of H2S from biogas by means of sodium hydroxide in structured packed columns,” World Acad. Sci. Eng. Technol. Int. J. Bioeng. Life Sci., vol. 3, no. 1, 2016.
[8] I. Applications et al., “Dynamic modelling of CO2 absorption for post combustion capture in coal-fired power plants,” vol. 88, no. 12, 2009, pp. 2455–2462.
[9]       Sanni, Samuel Eshorame, et al. "Optimization of natural gas treatment for the removal of CO2 and H2S in a novel alkaline-DEA hybrid scrubber." Egyptian Journal of Petroleum 29.1 (2020): 83-94.
 [10]   B. R. W. Pinsent, L. Pearson, and F. J. W. Roughton, “The kinetics of combination of carbon dioxide with hydroxide ions,” Trans. Faraday Soc., vol. 52, 1956, pp. 1512–1520.
[11] H. Renon and J. M. Prausnitz, “Estimation of parameters for the NRTL equation for excess Gibbs energies of strongly nonideal liquid mixtures,” Ind. Eng. Chem. Process Des. Dev., vol. 8, no. 3, 1969, pp. 413–419.
[12] G. Soave, “Equilibrium constants from a modified Redlich-Kwong equation of state,” Chem. Eng. Sci., vol. 27, no. 6, 1972, pp. 1197–1203.
[13] H. Renon and J. M. Prausnitz, “Local compositions in thermodynamic excess functions for liquid mixtures,” AIChE J., vol. 14, no. 1, 1968, pp. 135–144.
[15] J. Peng, S. Lextrait, T. F. Edgar, and R. B. Eldridge, “A comparison of steady-state equilibrium and rate-based models for packed reactive distillation columns,” Ind. Eng. Chem. Res., vol. 41, no. 11, 2002, pp. 2735–2744.
[16] N. Asprion, “Nonequilibrium rate-based simulation of reactive systems: simulation model, heat transfer, and influence of film discretization,” Ind. Eng. Chem. Res., vol. 45, no. 6, 2006, pp. 2054–2069.