فایل مارکت

بازيافت دي اتانول آمين از پساب هاي صنعتي

چكيده

يك مطالعه دربارة فرآيند تقطير چند مرحله اي براي بازيافت DEA از محلولهاي آلوده ارائه گرديده است. اين قبيل محلولها مشكلات جدي را در كارخانجات گاز و پالايشگاههاي نفتي بوجود آورده اند . بدليل فراريت بعضي از اجزاء تشكيل دهنده شان نمي توانند به آاساني خالص شوند. اين فرآيند جديد از هگزادكان به عنوان مايع حامل بي‌اثر براي حصول اطمينان از توزيع مناسب مايع در ستون تقطير ، به منظور جلوگيري از آلودگي و سهولت تفكيك اجزاء غيرفرار استفاده مي كند. در اين پروژه فرايند با داده هاي تعادل فازي نوين بين مخلوط دي اتانول آمين، بي(هيدروكسي اتيل) پيپرازين، تري(هيدروكسي اتيل) اتيلن دي آمين، آب و هگزادكان توضيح داده شده است. خصوصيات فيزيكي طراحي شدة ماده حامل بي اثر مورد بحث قرار مي گيرد و رهنمودهايي جهت انتخاب آن ارائه گرديده اند. از مدل ضريب فعاليت دو مايع غير تصادفي به طور موفقيت آميز جهت نمايش يا ارائه داده هاي تعادلي استفاده مي شود. فرآيند تقطير براي عمل خلوص سازي محلول‌هاي آمين آلوده شده، توصيف شده است. فرآيند تقطير چند مرحله‌اي و مايع حامل بي اثر(هگزادكان) استفاده مي شود. از ستون تقطير با قطر داخلي 50 پيشنهاد شده با شبيه سازاسپن(ASPEN) را تائيد كند و از خصوصيات فيزيكي مايع حامل بي اثر ارائه شده در فصل دوم استفاده مي كند . بعنوان مثال، براي تفكيك ناخالصي هاي محلول دي اتانول آمين فاسد شده تحت شرايط خلاء راندمان خوبي به دست آمده بود. نتايج با تقطير تك مرحله اي مرسوم برابر هستند.

فصل اول

شيرين كردن گازها با اتانول آمين ها

تعريف عمومي گازها

در طبيعت مواد به اشكال و حالتهاي مختلف وجود دارند كه هر حالت يك فاز ناميده مي شود. مثلاً فاز جامد، فاز مايع، فاز گاز، فاز پلاسما. گازها فازي از ماده هستند كه فاصله بين مولكولها زياد ونيروي جاذبه بين مولكولهاي آنها ناچيز مي باشد. چنانچه در هر ظرفي قرار گيرند، شكل آن ظرف را پيدا مي‌كنند.

انواع گاز طبيعي

گاز طبيعي: ماده اي است كه در بسياري از نقاط جهان بصورت مخازن گازي دراعماق زمين وجوددارد.

گاز چاهي: گازي است كه بطور مستقيم از چاه بهره برداري مي شود.

گاز خام: به ماده اوليه گازي كه بواحدهاي شيميايي داده مي شود، اتلاق مي گردد.

گاز خط لوله: گاز قابل فروش كه مشخصات قابل قبول خريدار داشته باشد و يابا استاندارد متداول ممكن وفق دهد.

گاز ترش: گازي است كه به مقدار قابل ملاحظه سولفيد هيدروژن () يا دي اكسيد كربن() و يا هر دوي آنها را داشته باشد.

گاز شيرين: گازي است كه سولفيد هيدروژن و دي اكسيد كربن آن حداقل مجاز مناسب خط لوله باشد.

گاز خشك: گازي است كه كم تر از يك دهم گالن هيدروكربن  و بالاتر در هزار فوت مكعب داشته باشد.

گاز تر: گازي است كه بيش از يك دهم گالن هيدروكربن  و بالاتر در هزار فوت مكعب داشته باشد.[1]

ناخالصي هاي موجوددر گازها

ناخالصيهاي موجود در گازها عبارتند از :

– نيتروژن ()       – سولفيد هيردوژن ()    – دي اكسيد كربن()

– آب ()           – هليم(He)           – گوگرد(S)

– دي سولفيد كربن ()                      – سولفايد كربونيل(COS)

– مركاپتان مانند متيل مركاپتان واتيل مركاپتان(R-SH)

معمولاً بيش از همه ناخالصي هاي فوق، گازهاي  و  در گاز طبيعي يافت مي شوند كه بايد با روش هاي مناسب زدوده شده و قابل فروش و مصرف استاندارد گردد. ساير ناخالصي ها معمولاً همراه  و زدوده مي شوند مگر آنكه بطور استثناء روش خاصي براي حذف آنها لازم باشد. روش جذب ناخالصي ها بستگي به ميزان هر كدام در گاز دارد . نسبت سولفيد هيدروژن به دي اكسيد كربن در گاز ممكن است خيلي متغير باشد و لذا روشهاي زدودن آنها مي تواند متفاوت باشد.

پالايش گازها

دلايل پالايش گاز وجذب  و : گازها آن طوريكه در طبيعت وجوددارد كمتر قابل مصرف بوده و به دلايل مختلف بايد پالايش شود. مهمترين دلايل پالايش گاز عبارتند از:

• خورندگي و مسموم كنندگي
• فقدان ارزش حرارتي
• استحصال انرژي
• استفاده از گاز در تركيبات شيميايي و پتروشيميايي
• حفظ محيط زيست[2].

روش هاي پالايش گاز

قبل از پيدايش روش هاي معمول، براي حفظ  و از گاز طبيعي از آهك استفاده مي شد و آهك مصرف شده دور ريخته مي شد. در سال 1910 روش اكسيدآهن ابتدا در انگلستان و بعد در ساير نقاط جهان رواج يافت. در سال 1920  روش كربنات پتاسيم يا سي بورد [1]بوسيلة كمپاني كوپر[2] معرفي شد. در واقع اين اولين روش تجاري بود كه گازهاي اسيدي بوسيلة مايع شستشو داده مي‌شدند. روش استفاده از آمين در سال 1930 به ثبت رسيد و در سال 1939 روش مخلوط آمين و گليكول پيشنهاد شد كه پالايش و خشك كردن گاز را يك جا انجام مي داد. د 1948 تجاري كردن اين روش ها تفصيل مورد بررسي قرار گرفت. روش هاي جذب سطحي سولفينول [3] در سال 1965 بوجود آمد و روش فلور و استفاده از غربالهاي مولكولي بتدريج جايگزين روش هاي قديمي گرديد. بطور كلي روش هاي پالايش گاز در چهار گروه دسته بندي مي شوند:

• روش استفاده از حلال هاي شيميايي مثل آمين ها، مخلوط گليكول، آمين وكربنات پتاسيم.
• روش استفاده از حلال هاي فيزيكي مثل پروپيلن، دي متيل اتر. تتراهيدروتيوفن دي اكسيد.

فهرست مطالب                                                                                                            صفحه

مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 3

چكيده……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 4

فصل اول

شيرين كردن گازها با اتانول آمين ها

تعريف عمومي گازها……………………………………………………………………………………………………………………….. 6

انواع گاز طبيعي………………………………………………………………………………………………………………………………. 6

ناخالصي هاي موجود در گازها……………………………………………………………………………………………………….. 7

پالايش گازها……………………………………………………………………………………………………………………………………. 7

روش آمين………………………………………………………………………………………………………………………………………. 9

انتخاب نوع فرآيند……………………………………………………………………………………………………………………….. 10

تجهيزات لازم فرايند تصفيه گاز ترش با آمين ها…………………………………………………………………….. 11

فرآيند تصفية گاز ترش با دي اتانول آمين (DEA)………………………………………………………………… 12

اثر گازهاي اسيدي جذب شده روي خواص فيزيكي آلكانول آمين…………………………………………. 16

واكنش هاي شيميايي فرآيند شرين كردن گاز طبيعي……………………………………………………………. 17

حلالهاي جاذب…………………………………………………………………………………………………………………………….. 19

ويژگيهاي زداينده گازها و حلالهاي جاذب…………………………………………………………………………………. 20

معرفي آمين ها و معيار انتخاب آنها…………………………………………………………………………………………… 21

توليداتانول آمين ها……………………………………………………………………………………………………………………… 22

خصوصيات اتانول آمين ها………………………………………………………………………………………………………….. 25

كاربرد اتانول آمين ها…………………………………………………………………………………………………………………… 28

مزاياي دي اتانول آمين نسبت به موتور اتانول آمين………………………………………………………………… 29

ظرفيت، تقاضا و قيمت اتانول آمين در سطح جهان…………………………………………………………………. 30

فصل دوم

فرايند نويني براي بازيافت DEA از محلولهاي نيمه فاسد شده:

تشريح فرايند وتعادل فازي سيستم دي اتانول آمين – بي (هيدروكسي اتيل) پيپرازين

تري (هيدروكسي اتيل) اتيلن دي آمين – هگزادكان…………………………………………………………………………….. 34

فرايند نوين…………………………………………………………………………………………………………………………………… 36

مشخصات مايع بي اثر………………………………………………………………………………………………………………….. 38

بررسي تعادل بخار مايع(VLE)…………………………………………………………………………………………………. 39

ترموديناميك تعادل بخار – مايع………………………………………………………………………………………………… 39

مخلوط‌هاي دوتايي ……………………………………………………………………………………………………………………… 45

مخلوط‌هاي چند جزيي……………………………………………………………………………………………………………….. 48

آناليز رگرسيون داده‌هاي تعادلي بخار – مايع……………………………………………………………………………. 49

مواد، تجهيزات و روش‌هاي آ‌زمايشگاهي……………………………………………………………………………………. 53

فصل سوم

فرايند نويني براي بازيافت DEA از محلولهاي نيمه فاسد شده:

آناليز فرايند…………………………………………………………………………………………………………………………………… 56

تقطير تحت شرايط جريان برگشتي كامل………………………………………………………………………………….. 56

آناليز فرايند با شبيه ساز ASPEN ………………………………………………………………………………………… 65

تقطير ناگهاني……………………………………………………………………………………………………………………………….. 66

تقطير جزئي و ناگهاني…………………………………………………………………………………………………………………. 68

اثر شرايط عملياتي بر اجراي فرايند…………………………………………………………………………………………… 72

شبيه سازي فرايند پيشنهادي با دو ستون تقطير……………………………………………………………………… 80

نتيجه …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 84

ضميمه………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 86

معادلة NRTL و پارامترهاي آن ……………………………………………………………………………………………………………. 88

مراجع ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 89

l

بازيافت دي اتانول آمين از پساب هاي صنعتي