مقدمه……………………………………………………………………………………… ۳
چکیده……………………………………………………………………………………… ۴
فصل اول
شیرین کردن گازها با اتانول آمین ها
تعریف عمومی گازها………………………………………………………………………. ۶
انواع گاز طبیعی……………………………………………………………………………. ۶
ناخالصی های موجود در گازها…………………………………………………………….. ۷
پالایش گازها……………………………………………………………………………….. ۷
روش آمین………………………………………………………………………………….. ۹
انتخاب نوع فرآیند………………………………………………………………………….. ۱۰
تجهیزات لازم فرایند تصفیه گاز ترش با آمین ها………………………………………….. ۱۱
فرآیند تصفیه گاز ترش با دی اتانول آمین ………………………………………………….۱۲
اثر گازهای اسیدی جذب شده روی خواص فیزیکی آلکانول آمین……………………….. ۱۶
واکنش های شیمیایی فرآیند شرین کردن گاز طبیعی………………………………….. ۱۷
حلالهای جاذب…………………………………………………………………………… ۱۹
ویژگیهای زداینده گازها و حلالهای جاذب……………………………………………….. ۲۰
معرفی آمین ها و معیار انتخاب آنها……………………………………………………… ۲۱
تولیداتانول آمین ها…………………………………………………………………………۲۲
خصوصیات اتانول آمین ها…………………………………………………………………. ۲۵
کاربرد اتانول آمین ها……………………………………………………………………… ۲۸
مزایای دی اتانول آمین نسبت به موتور اتانول آمین……………………………………….. ۲۹
ظرفیت، تقاضا و قیمت اتانول آمین در سطح جهان……………………………………….. ۳۰
فصل دوم
فرایند نوینی برای بازیافت DEA از محلولهای نیمه فاسد شده:
تشریح فرایند وتعادل فازی سیستم دی اتانول آمین – بی (هیدروکسی اتیل) پیپرازین
تری (هیدروکسی اتیل) اتیلن دی آمین – هگزادکان……………………………………… ۳۴
فرایند نوین………………………………………………………………………………… ۳۶
مشخصات مایع بی اثر…………………………………………………………………….. ۳۸
بررسی تعادل بخار مایع…………………………………………………………………… ۳۹
ترمودینامیک تعادل بخار – مایع……………………………………………………………. ۳۹
مخلوط‌های دوتایی …………………………………………………………………………۴۵
مخلوط‌های چند جزیی…………………………………………………………………….. ۴۸
آنالیز رگرسیون داده‌های تعادلی بخار – مایع…………………………………………….. ۴۹
مواد، تجهیزات و روشهای آ‌زمایشگاهی…………………………………………………. ۵۳
فصل سوم
فرایند نوینی برای بازیافت DEA از محلولهای نیمه فاسد شده:
آنالیز فرایند…………………………………………………………………………………. ۵۶
تقطیر تحت شرایط جریان برگشتی کامل…………………………………………………. ۵۶
آنالیز فرایند با شبیه ساز …………………………………………………………………. ۶۵
تقطیر ناگهانی…………………………………………………………………………….. ۶۶
تقطیر جزئی و ناگهانی……………………………………………………………………. ۶۸
اثر شرایط عملیاتی بر اجرای فرایند………………………………………………………. ۷۲
شبیه سازی فرایند پیشنهادی با دو ستون تقطیر……………………………………….. ۸۰
نتیجه ………………………………………………………………………………………۸۴
ضمیمه…………………………………………………………………………………….. ۸۶
معادله NRTL و پارامترهای آن …………………………………………………………….۸۸
مراجع……………………………………………………………………………………… ۸۹
مقدمه
این پروژه ، شامل سه فصل می باشد. فصل اول راجع به شیرین کردن گازها و حلال اتانول آمین، فصل دوم در ارتباط با فرایند بازیافت حلالهای جاذب و فصل سوم در رابطه با آنالیز فرایند پیشنهادی می باشد.
در فصل اول گازها به صورت عمومی، ناخالصیهای موجود در گازها، فرایند شیرین کردن گازها ، روشهای پالایش ، روش آمین، تجهیزات لازم فرایند تصفیه گاز ترش با آمینها، حلالها جاذب، آمینها، خصوصیات و کاربرد آمین ها ، ظرفیت تقاضا و قیمت اتانول آمین در سطح جهان و …. بحث شده است.
در فصل دوم فرایند نوینی برای بازیافت اتانول آمینها خصوصاً دی اتانول آمین از محلولهای نیمه فاسد شده پیشنهاد شده است و سپس فرایند و تعادل فازی سیستم دی اتانول آمین – بی(هیدورکسی اتیل) پیپازین – تری (هیدروکسی اتیل ) اتیلن دی آمین – هگزادکان ، مشخصات مایع بی اثر ،بررسی تعادلی بخار- مایع ، ترمودینامیک تعادل بخار – مایع و… تشریح شده اند.
در فصل سوم آنالیز فرایندپیشنهادی ، تقطیر تحت شرایط جریان برگشتی کامل، آنالیز فرایند با شبیه سازاسپن ، تقطیر جزئی وناگهانی ، اثر شرایط عملیاتی روی اجرای فرایند و …. توضیح داده شده اند.
بعضی علائم، نشانه ها ، حروف و اختصار کلماتی که در طول پروژه از آنها استفاده و در درون فصلها توضیح داده نشده اند، در پایان پروژه تحت عنوان ضمیمه آورده شده اند.
چکیده
یک مطالعه درباره فرآیند تقطیر چند مرحله ای برای بازیافت DEA از محلولهای آلوده ارائه گردیده است. این قبیل محلولها مشکلات جدی را در کارخانجات گاز و پالایشگاههای نفتی بوجود آورده اند . بدلیل فراریت بعضی از اجزاء تشکیل دهنده شان نمی توانند به آاسانی خالص شوند. این فرآیند جدید از هگزادکان به عنوان مایع حامل بی‌اثر برای حصول اطمینان از توزیع مناسب مایع در ستون تقطیر ، به منظور جلوگیری از آلودگی و سهولت تفکیک اجزاء غیرفرار استفاده می کند. در این پروژه فرایند با داده های تعادل فازی نوین بین مخلوط دی اتانول آمین، بی(هیدروکسی اتیل) پیپرازین، تری(هیدروکسی اتیل) اتیلن دی آمین، آب و هگزادکان توضیح داده شده است. خصوصیات فیزیکی طراحی شده ماده حامل بی اثر مورد بحث قرار می گیرد و رهنمودهایی جهت انتخاب آن ارائه گردیده اند. از مدل ضریب فعالیت دو مایع غیر تصادفی به طور موفقیت آمیز جهت نمایش یا ارائه داده های تعادلی استفاده می شود. فرآیند تقطیر برای عمل خلوص سازی محلولهای آمین آلوده شده، توصیف شده است. فرآیند تقطیر چند مرحله‌ای و مایع حامل بی اثر(هگزادکان) استفاده می شود. از ستون تقطیر با قطر داخلی ۵۰ پیشنهاد شده با شبیه سازاسپن(ASPEN) را تائید کند و از خصوصیات فیزیکی مایع حامل بی اثر ارائه شده در فصل دوم استفاده می کند . بعنوان مثال، برای تفکیک ناخالصی های محلول دی اتانول آمین فاسد شده تحت شرایط خلاء راندمان خوبی به دست آمده بود. نتایج با تقطیر تک مرحله ای مرسوم برابر هستند.
تعریف عمومی گازها
در طبیعت مواد به اشکال و حالتهای مختلف وجود دارند که هر حالت یک فاز نامیده می شود. مثلاً فاز جامد، فاز مایع، فاز گاز، فاز پلاسما. گازها فازی از ماده هستند که فاصله بین مولکولها زیاد ونیروی جاذبه بین مولکولهای آنها ناچیز می باشد. چنانچه در هر ظرفی قرار گیرند، شکل آن ظرف را پیدا می‌کنند.
انواع گاز طبیعی
گاز طبیعی: ماده ای است که در بسیاری از نقاط جهان بصورت مخازن گازی دراعماق زمین وجوددارد.
گاز چاهی: گازی است که بطور مستقیم از چاه بهره برداری می شود.
گاز خام: به ماده اولیه گازی که بواحدهای شیمیایی داده می شود، اتلاق می گردد.
گاز خط لوله: گاز قابل فروش که مشخصات قابل قبول خریدار داشته باشد و یابا استاندارد متداول ممکن وفق دهد.
گاز ترش: گازی است که به مقدار قابل ملاحظه سولفید هیدروژن () یا دی اکسید کربن() و یا هر دوی آنها را داشته باشد.
گاز شیرین: گازی است که سولفید هیدروژن و دی اکسید کربن آن حداقل مجاز مناسب خط لوله باشد.
گاز خشک: گازی است که کم تر از یک دهم گالن هیدروکربن و بالاتر در هزار فوت مکعب داشته باشد.
گاز تر: گازی است که بیش از یک دهم گالن هیدروکربن و بالاتر در هزار فوت مکعب داشته باشد.
روش های پالایش گاز
قبل از پیدایش روش های معمول، برای حفظ و از گاز طبیعی از آهک استفاده می شد و آهک مصرف شده دور ریخته می شد. در سال ۱۹۱۰ روش اکسیدآهن ابتدا در انگلستان و بعد در سایر نقاط جهان رواج یافت. در سال ۱۹۲۰ روش کربنات پتاسیم یا سی بورد بوسیله کمپانی کوپر معرفی شد. در واقع این اولین روش تجاری بود که گازهای اسیدی بوسیله مایع شستشو داده می‌شدند. روش استفاده از آمین در سال ۱۹۳۰ به ثبت رسید و در سال ۱۹۳۹ روش مخلوط آمین و گلیکول پیشنهاد شد که پالایش و خشک کردن گاز را یک جا انجام می داد. د ۱۹۴۸ تجاری کردن این روش ها تفصیل مورد بررسی قرار گرفت. روش های جذب سطحی سولفینول در سال ۱۹۶۵ بوجود آمد و روش فلور و استفاده از غربالهای مولکولی بتدریج جایگزین روش های قدیمی گردید. بطور کلی روش های پالایش گاز در چهار گروه دسته بندی می شوند:
- روش استفاده از حلال های شیمیایی مثل آمین ها، مخلوط گلیکول، آمین وکربنات پتاسیم.
- روش استفاده از حلال های فیزیکی مثل پروپیلن، دی متیل اتر. تتراهیدروتیوفن دی اکسید.
- روش اکسید کردن گاز سولفید هیدروژن مانند روش هودری و اکسید آهن.
- روش جذب سطحی مانند استفاده از غربال های مولکولی .
فاکتورهای انتخاب روش پالایش: انتخاب هر یک از این روش ها برای پالایش گاز یک سلیقه شخصی نیست و به فاکتورهای مختلفی مانند فشار عملیاتی، درجه حرارت گاز مورد پالایش، نقطه جوش ماده پالایش کنند، گرمای حاصل از فعل و انفعالات در داخل برج جذب کننده، غلظت ماده مصرفی، مقایسه قیمت مواد مورد لزوم و بالاخره سرویس های در دسترس و مورد احتیاج بستگی دارد. بطور خلاصه نسبت سولفید هیدروژن و دی اکسید کربن در گاز مورد پالایش و کیفیت مورد تقاضا برای گاز پالایش شده روش انتخابی جهت پالایش گاز را تعیین می کند.
بازیافت دی اتانول آمین از پساب های صنعتی