مدل سازی و شبیه سازی مبدل های کاتالیستی واحدهای بازیافت گوگرد
چکیده
در گاز استحصالی از منابع نفت و گاز و پتروشیمی مقدار زیادی گاز سولفید هیدروژن وجود دارد. این ترکیب بسیار خورنده بوده و به تجهیزات خطوط انتقال آسیب می رساند و باید از جریان گازها جدا گردد. یکی از فرآیندهای حذف سولفید هیدروژن از گاز که منجر به تولید گوگرد عنصری می شود، فرآیند کلاوس اصلاح شده می باشد که درحال حاضر متداول ترین فرایند تولید گوگرد از گازهای اسیدی حاویh2s است. تبدیل کننده های کاتالیستی در این فرایند نقش مهمی در افزایش درصد بازیافت گوگرد دارند. در این پروژه یک مدل ریاضی برای راکتورهای کاتالیستی ارائه و از یک مدل سینتیکی برای واکنش هیدرولیز دو ترکیب cs2 و cos جهت برآورد تغییرات درصد تبدیل و غلظت محصولات در طول بستر استفاده شده است. جهت حل عددی معادلات دیفرانسیل به دست آمده که بیانگر این مدل می باشند، از نرم افزار matlab استفاده شده و شبیه سازی کل فرایند کلاوس نیز توسط نرم افزار sulsim انجام شده است. سپس مدل سازی و شبیه سازی راکتورهای کاتالیستی واحد های بازیافت گوگرد پالایشگاه گاز شهید هاشمی نژاد (خانگیران) و مقایسه بین نتایج مدل سازی، شبیه سازی و داده های واقعی که شامل توزیع دما، درصد تبدیل و غلظت محصولات در طول بستر راکتور می باشد، انجام شده است. دراین مقایسه، خطا به روش aad (average absolute deviation) محاسبه شده، که میزان aad نتایج حاصل از مدل سازی راکتورهای اول، دوم و سوم نسبت به داده های واقعی به ترتیب برابر 5/11 ، 8/10 و 5/1 درصد و aad نتایج حاصل از شبیه سازی نسبت به داده های واقعی برابر 7/9 ، 9/4 و 4/3 درصد بوده است. بنابراین مقادیر خطا بسیار اندک بوده و نشان دهنده صحت و دقت مدل سازی انجام شده می باشد. در ادامه نیز منحنی تغییرات پارامترهای مختلف شامل دما، درصد تبدیل و غلظت واکنشگرها و محصولات در طول بستر بر اساس مشخصات راکتور و شرایط جریان ورودی، ارائه گردیده است. در انتها نیز پیشنهادات مختلفی براساس نتایج به دست آمده، درجهت بهبود عملکرد واحد و بسترهای کاتالیستی ارائه شده است.