ترسيم مرزهاي اقتصادي بين تكنولوژي هاي آمين، غشايي و تركيبي در شيرين سازي گاز طبيعي

ترسيم مرزهاي اقتصادي بين تكنولوژي هاي آمين، غشايي و تركيبي در شيرين سازي گاز طبيعي

با توجه به جايگاه ايران در ذخاير جهاني گاز و توسعه كشور، شيرين سازي گاز طبيعي داراي اهميت خاصي مي باشد. اغلب گازهاي طبيعي شامل آلودگي‌هايي مانند دي‌اكسيدكربن و سولفيدهيدروژن مي‌باشند كه اين آلودگي‌ها قبل از تحويل گاز طبيعي به خطوط لوله بايستي حذف شوند و به مقدار استاندارد كاهش يابند. توسعه تكنولوژي غشايي در دهه‌هاي اخير در جهان، اين تكنولوژي را قابل رقابت تر با روش هاي معمول شيرين سازي كرده است. در اين مقاله هدف ارايه مرزهاي اقتصادي بين تكنولوژي‌هاي آمين، غشاي و هيبريد براي شيرين‌سازي مخلوط‌هاي گازي حاوي متان، دي‌اكسيدكربن و سولفيدهيدروژن مي باشد. در اين مطالعه شبيه سازي واحد آمين با استفاده از نرم افزار Aspen-Hysys انجام شد. همچنين مدلسازي و شبيه‌سازي سيستم غشايي به روش دقيق و با استفاده از نرم‌افزار MATLAB صورت گرفت. پيكربندي سيستم غشايي از نوع دومرحله اي با جريان برگشتي در نظر گرفته شد. همچنين تاثير پارامترهاي مختلف مانند فشار گاز ورودي، فشار جريان تراوش يافته، تركيب و دبي گاز ورودي بر هزينه سيستم‌هاي غشايي و آمين بررسي شده است. نتايج نشان داد كه براي خوراك CO2/CH4 مرز اقتصادي شامل سه ناحيه آمين، غشايي و تركيبي است كه در دبي هاي پايين و در تمام محدوده غلظت، واحد غشايي از نظر اقتصادي به صرفه است. براي خوراك CO2/H2S/CH4 مرز اقتصادي شامل دو ناحيه آمين و تركيبي است كه تمام پالايشگاه هاي گاز كشور در حال حاضر در اين نمودار و در ناحيه اقتصادي آمين قرار مي گيرند.

The aim and objective of this study is providing economic boundaries between amine, hybrid and membrane technologies for sweetening of mixed gases containing CH4, CO2 and H2S. Simulation of the amine plant has been done using the Aspen-Hysys software and the membrane system has been precisely modeled and simulated using the MATLAB software. Configuration of membrane system was considered as a 2- stage process using a recycled flow. The influence of different parameters, including gas inlet pressure, permeate pressure, composition and the effect of inlet gas flow on the cost of membrane and amine systems, has also been studied. The results showed that for the CO2/CH4 feed, economic boundaries include three zones: Amine, membrane, hybrid and in all range of concentrations the membrane unit is economically efficient. For the CO2/H2S/CH4 feed, economic boundaries include two zones: amine & hybrid that all gas refineries in our country are placed in the economic area of amine now. According to the position of Iran in the global gas reserves and the development of the country, natural gas sweetening process has a significant importance. Natural gas often contains contaminations such as CO2 and H2S that must be removed or lowered in content to the standard limits, before being delivered to the gas pipelines. Development of membrane technology in the world in the recent decades has made this technology more competitive with the conventional gas sweetening processes.