شبيه سازي و بهينه سازي فرايند مايع سازي گاز طبيعي با چرخه پيش سرمايش آبشاري پروپان – اتان در ايستگاه هاي پمپ گاز

Simulation and optimization of the natural gas liquefaction process with the precooling cycle of propane-ethanol cascade at filling stations

امروزه توجه رو به افزوني نسبت به منابع انرژي تجديد پذير وجود دارد و حساسيت روي موضوعات زيست محيطي بيشتر شده است. گاز طبيعي به عنوان يكي از پاك‌ترين منابع انرژي به شمار مي‌رود. از آنجايي كه ارزش حرارتي گاز طبيعي مايع بيشتر از سوخت‌هاي ديزلي مي‌باشد، استفاده از گاز طبيعي مايع به جاي سوخت‌هاي ديزلي در وسايل نقليه يكي از راهكارهاي موثر براي كاهش آلودگي در كلان‌شهرها مي‌باشد. به طوري‌كه در بسياري از كشورهاي توسعه يافته همچون آمريكا، اسپانيا ، سوئد، كانادا، هلند و ... ايستگاه‌هاي سوخت‌گيري گاز طبيعي مايع احداث شده است. از طرفي قيمت گاز طبيعي مايع نسبت به سوخت‌هاي فسيلي ديگر ارزان‌تر بوده و باعث كاهش هزينه‌هاي سوخت براي مصرف كننده مي‌شود. در اين مطالعه توليد گاز طبيعي مايع در محل ايستگاه‌هاي سوخت گيري خودرو بررسي شده است. در اين مطالعه، چرخه تبريد آبشاري اتان-پروپان براي سردسازي جريان خروجي از كمپرسور پيشنهاد و بررسي شده است. بهينه‌سازي اين سيستم از اتصال نرم‌افزارهاي Aspen Hysys و Matlab و استفاده از الگوريتم ازدحام ذرات انجام شده است. نتايج بهينه سازي نشان مي دهد كه كار مصرفي ويژه، نسبت به حالتي كه از چرخه سرمازايي پروپان براي سردسازي جريان خروجي از كمپرسور استفاده شده، 13.04 درصد كاهش يافته است.

Today, there is a growing focus on renewable energy sources, and has increased sensitivity to environmental issues. Natural gas is considered as one of the cleanest sources of energy. Since energy content of liquefied natural gas (LNG) is more than diesel fuel, the use of LNG, in vehicles, instead of diesel fuels, is one of the effective ways to reduce pollution in metropolises. As a result, liquefied/compressed natural gas (LCNG) refueling stations have been built in many developed countries, such as the United States, Spain, Sweden, Canada, the Netherlands, and so on.On the other hand, LNG is cheaper than other fossil fuels, and it reduces fuel costs for consumers.In this study, the production of LCNG at the site of the cars refueling stations has been investigated. In this study, ammonia, cascade ethane-propane refrigeration cycle have been proposed to cool the flow of the outlet from the compressor.The optimization of these systems is done by connecting the software, Aspen Hysys and MATLAB, and using the particle swarm algorithmThe results show that by using the cascade cycle (ethane and propane), the specific shaft work for 1 kg LNG is reduced by 13.04%, compared to the reference mode optimization