مدلسازی و بهینه سازی شیرین سازی گاز در تماس دهنده های غشایی الیاف توخالی
چکیده
هیدروژن سولفید و دی اکسید کربن یکی از ناخالصی های نفت و گازهای حاصل از استخراج می باشند. تاثیرات بوی نامطبوع و خوردگی بدلیل حضورco2 و h2s بر روی تجهیزات و خطوط لوله وهمچنین تاثیر سمی آنها در صنعت باید مورد توجه قرار گیرد.. در روش های مرسوم برای حذف co2 و h2s از حلال های شیمیایی و فیزیکی استفاده می شود. برای استفاده از حلال های شیمیایی، واکنش شیمیایی در فرآیند صورت می گیرد که حذف این مواد را بهبود می بخشد. با این وجود جذب شیمیایی همراه با فرآیند غشایی برای حذف co2 و h2s از مشکلات بسیاری برخوردار است. نیاز به بکار گیری دینامیک سیالات محاسباتی( cfd) برای توسعه فرآیند موثر در حذف این گازها، امری مهم است. تحقیقات متعددی به صورت آزمایشگاهی و مدلسازی برای شبیه سازی حذف co2 و h2s با استفاده از تماس دهنده های غشایی الیاف توخالی انجام شده است. تحقیقات آزمایشگاهی و مدلسازی ریاضی تک فیبر غشاء توخالی بیشتر مورد توجه قرار گرفته است . با این حال اکثر مدل های ارائه شده در این زمینه بر اساس تعیین معادلات جریان سیال بر روی هر تک فیبر (الیاف) می باشد که هیچ کدام از این مدلهای تک فیبری نمی تواند یک مدل واقعی و مناسب از پدیده حاکم ارائه دهد. لذا نیاز به استفاده از راهبردهای ریاضی موثر که بتواند تاثیرات بر روی هزاران فیبر در طراحی و شرایط عملیاتی را نشان دهد، احساس می شود. در این تحقیق ، برای اولین بار، یک مدل دو متخلخله برای مطالعه جذب شیمیایی co2 و h2s از ch4 در یک تماس دهنده غشایی الیاف توخالی بکار رفته است. در این پروژه تاثیر پارامترهای عملیاتی بر روی حذف co2 و h2s با استفاده از حلال شیمیایی mdea برای شرایط غشایی نامرطوب (خشک) بررسی شده است. همچنین این مدلها برای پیش بینی هندسه مناسب تماس دهنده مانند تاثیر قطر لوله توزیع کننده و تعداد الیاف و تاثیر اندازه قطر داخلی و خارجی فیبر و تعداد بافل های داخلی بکار رفته است. نتایج حاصل از این شبیه سازی با نتایج آزمایشگاهی صحت سنجی شده و مطابقت خوبی مشاهده شده است.