مدل سازی جذب انتخابی گاز هیدروژن سولفید توسط محلول متیل دی اتانول آمین در برج جذب پرشده

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

بوشهر، دانشگاه خلیج فارس، دانشکده مهندسی، گروه مهندسی شیمی

چکیده

در این مقاله، یک مدل پایدار بر اساس انتقال جرم برای جذب انتخابی گاز هیدروژن سولفید درمحلول متیل دیاتانول آمین در برج جذب پرشده ارایه شده است. این مدل می‌ تواند توزیع غلظت اجزای گازهای نفوذ کننده و توزیع دما در فازهای گاز و مایع برای سیستم (O 2-H2S-CO 2MDEA-H )پیش بینی کند. برای پیش بینی توزیع غلظت گاز کربن دیاکسید از ثابتهای سینتیکی درجه دوم واکنش میان این گاز و محلول متیل دیاتانول آمین استفاده شده است و از بین داده های موجود، بهترین ثابت با توجه به نتیجه‌ ها انتخاب شده است. همچنین پارامترهای مؤثر در به‌ دست آوردن این توزیع‌ ها و نقطه بیشینه ضریب انتخاب پذیری در این مدل بررسی شده است. برای بررسی درستی مدل ارایه شده، نتیجه‌ های به دست آمده از آن با استفاده از داده های یک واحد نیمه صنعتی و همچنین با استفاده از داده های موجود برج جذب پرشده واحد شیرین سازی فازهای 4 و5 مجتمع گاز پارس جنوبی مقایسه شده است. نتیجه‌ های به ‌دست آمده نشان دهنده تطابق خوب پیش بینی مدل ارایه شده و داده های تجربی می باشد.  

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Pacheco M.A., Rochelle G.T., Rate-Based Modeling of Reactive Absorption of CO2 and H2S into Aqueous Methyldiethanolamine, Ind. Eng. Chem. Res., 37, p. 4107 (1998).

[2] Bolhar N., Friedl A., Koss U., Tork T., Modeling SelectiveH2S Absorption and Desorption in an Aqueous MDEA-Solution Using a Rate-Based Nonequilibrium Approach, Chem. Eng. Proc., 43, p. 701 (2004).

[3] Pandya J.D., Adiabatic Gas Absorption and Stripping with Chemical Reaction in Packed Towers, Chem. Eng. Commun., 19, p. 343 (1983). 

[4] Tontiwachwuthikul P., Meisen, A., Lim CJ., CO2 Absorption by NaOH- Monoethanolamine and 2-Amino-2-Methyl-1-Propanol Solutions in a Packed Column, Chem Eng Sci., 47, p. 381 (1992).

[5] Gabrielsen J., Michelsen M.L., Stenby E.H., Kontogeorgis G.M., Modeling of CO2 Absorber Using an AMP Solution, AIChE J., 52, p. 3443 (2006).

[6] Mandal B. P., Biswas A. K., Bandyopadhyay S.S., Selective Absorption of H2S from Gas Streams Containing H2S and CO2 in Aqueous Solutions of N-Methyldiethanolamine and 2-Amino-2-Methyl-1-Propanol., Sep. Purif. Technol., 35, p. 191 (2004).

[7] Posey M.L., Rochelle G.T., A Thermodynamic Model of Methyldiethanolamine-CO2-H2S-Water, Ind. Eng. Chem. Res., 36 (9), p. 3944 (1997). 

[8] Posey M., "Thermodynamic Model for Acid Gas Loaded Aqueous Alkanolamine Solutions", Ph.D. Dissertation, the University of Texas at Austin, Austin, TX, (1996).

[9] Al-Ghawas H.A., Hagewiesche D.P., Ruiz-Ibanez G., Sandall O.C., Physicochemical Properties Important for Carbon Dioxide Absorption in Aqueous Methyldiethanolamine, J. Chem. Eng. Data, 34(4), p. 385 (1989).

[10] Little R.J., Van Swaaij W.P.M., Versteeg G.F., Kinetics of CO2 with Tertiary Amines in Aqueous Solutions, AIChE J., 3 (11), p. 1633 (1990).

[11] Meng-Hui Li., Jiun-Jie KO., Kinetics of Absorption of Carbon Dioxide into Solutions of N-Methyldiethanolamine+Water, Chem. Eng. Sci., 55, p. 4139 (2000).

[12] Jamal A., Meisen A., Jim C., Kinetics of Carbon Dioxide Absorption and Desorption in Aqueous Alkanolamine Solutions Using a Novel Hemispherical Contactor-II. Experimental Results and Parameter Estimation, Chem. Eng. Sci., 61, p. 6590 (2006).

[13] Mandal B., Shyamalendu S., Bandyopadhyay S., Simultaneous Absorption of CO2 and H2S into Aqueous Blends of N-Methyldiethanolamine and Diethanolamine, Environ. Sci. Technol., 40 (19), p. 6076 (2006).

[14] Onda K., Takeuchi H., Okumoto Y., Mass Transfer Coefficients between Gas and Liquid Phases in Packed Columns, J.Chem. Eng. Jpn., 1, p. 56 (1968).

[15] Bird R.B., Stewart, W.E., Lightfoot E.N., “Transport Phenomena”, John Wiley & Sons, New York, (1960).

[16] Ayyaz M., Abdul Mutalib M., Wilfred C., Murugesan T., ShafeeqA.,  Viscosity, Refractive Index, Surface Tension, and Thermal Decomposition of Aqueous N-Methyldiethanolamine Solutions from 298.15 to 338.15 K., J. Chem. Eng. Data, 53, p. 2226 (2008).

[17] Rinker E.B., Hanna O.T., Sandall O.C., Asymptotic Models for H2S Absorption into Single and Blended Aqueous Amines, AIChE J., 43(1), p. 58 (1997).

[18] Snijder E.D., Te Riel, M.J.M., Versteeg G.F., van Swaaij W.P.M., Diffusion Coefficients of Several Aqueous AlkanolamineSolutions, J. Chem. Eng. Data, 38, p. 475 (1993).

[19] Reid R.C., Poling BE., “The Properties of Gases and Liquids”, 4th Ed., New York, McGraw-Hill, (1987). 

[20] Design Institute for Physical Properties, “DIPPR Evaluated Pure Component Database”, American Institute of Chemical Engineers, New York, (2005).

[21] Chiu L-F., Liu H-F., Li M-H., Heat Capacity of Alkanolamines by Differential Scanning Calorimetry., J. Chem. Eng. Data, 44, p. 631 (1999).

[22] "Engineering Data Book, Physical Properties", 12th ed., Sec. 23, Gas Processors Supply Association, Tulsa, Oklahoma, (2004).

[23] Barbara M., Hvard L., Sandall C., Physical Solubility of Hydrogen Sulfide in Aqueous Solutions of 2-(tert-Butylaminoo PDF) ethanol, J. Chem. Eng. Data, 45 (6), p. 1201 (2000).

[24] Afkhamipour M., Khorrami Z., Gholizadeh A., Rate-Based Modeling for CO2 Absorption into AMP Solution in a Random Packed Column., IPCBEE, 14, p. 135 (2011).

[25] "Operating Manual of Refinery Phases 4&5 of South Pars Gas Company".

[26] Kasiri N., Ghayyem M.A.,Rate Based Model in H2S and CO2 Absorption Column Using Alkanolamine Solutions., Int. J. Eng. Sci., 19, p. 89 (2008).