در سال ۱۳۸۶ خانم زینب ملاکی باهدف کاهش مقدار ناخالصی مرکاپتان موجود در محصول پروپان و بوتان فازهای ۴ و ۵ مجتمع پارس جنوبی از مقدار ppm 80 وزنی به ppm 30 وزنی با نرم‌افزار Aspen روی واحدهای مرکاپتان‌زدایی از پروپان و بوتان (واحد ۱۱۴ و ۱۱۵) شبیه‌سازی‌هایی انجام دادند. برخی از نتایج حاصل‌شده از پروژه ایشان در زیر آمده است:
طراحی واحد شیرین‌سازی پروپان و بوتان فازهای ۴ و ۵ به‌گونه‌ای است که نه‌تنها امکان دستیابی به محصولی با خلوص زیر ppm 30 وزنی ناخالصی گوگرد در آن امکان‌پذیر است بلکه در صورت تنظیم صحیح پارامترهای عملیاتی محصولی با خلوص نزدیک به ppm 5 وزنی مرکاپتان نیز قابل‌دستیابی است [۲۶].
دمای ۴۰ درجه سانتی‌گراد برای برج استخراج پروپان و بوتان دمای مطلوب است [۲۶].

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

غلظت بهینه سود ورودی به برج‌های استخراج پروپان و بوتان ۹۳/۱۴ درصد وزنی می‌باشد در این صورت مولاریته سود خروجی ۲۹/۴ مولار خواهد بود [۲۶].
با افزایش دبی سود مقدار جداسازی متیل‌مرکاپتان و اتیل‌مرکاپتان از برش پروپان و بوتان بهبود می‌یابد. برای رسیدن به ppm 5 وزنی مرکاپتان در محصول پروپان و بوتان، مقدار سود موردنیاز ورودی به برج استخراج پروپان و بوتان به ترتیب ۰۹۳۰/۰ کیلوگرم محلول سود به ازای هر کیلوگرم پروپان و ۲۰۶۰/۰ کیلوگرم محلول سود به ازای هر کیلوگرم بوتان می‌باشد [۲۶].
در سال ۱۳۹۰ آقای فرهاد بهمنی باهدف بررسی مشکلات موجود در واحدهای مرکاپتان‌زدایی از پروپان و بوتان توسط محلول سود تحقیقاتی روی واحدهای مذکور انجام دادند برخی از نتایج حاصل‌شده از پروژه ایشان در زیر آمده است:
افزایش غلظت کاستیک علاوه بر اینکه امکان تشکیل امولسیون را افزایش می‌دهد، دمای تشکیل بلور NaOH در محیط را نیز بالا می‌برد [۲۷].
در کاستیک احیاشده عملاً نباید تیوسولفات موجود باشد. غلظت بیش از ppm 1 وزنی این مواد نشان‌دهنده حضور H₂S در واحد است. در این حالت رنگ کاستیک نیز رو به سیاهی می‌رود [۲۷].
غلظت بیش از ppm 1 وزنی از سولفید به معنی بیش‌ازاندازه اکسیدشدن کاستیک است که احتمال تولید پلی سولفید و گرفتگی مسیرها را افزایش می‌دهد. یکی از دلایل افزایش غلظت این ماده بالا بودن دمای برج احیا است [۲۷].
مرکاپتایدها محصول واکنش کاستیک با مرکاپتان‌ها هستند. غلظت این مواد در کاستیک احیاشده نباید کمتر از ppm 30 وزنی باشد. کاهش غلظت (پایین‌تر از ppm 30 وزنی) به معنی بیش‌ازاندازه احیا شدن کاستیک است. این امر موجب انتقال کاتالیزور مورداستفاده به DSO می‌شود. معیار دقیقی برای تعیین حداکثر مقدار مجاز این عدد مشخص نیست اما لازم به ذکر است که افزایش این غلظت باعث کاهش مرکاپتان‌ها در برج جذب می‌شود [۲۷].
بالا رفتن غلظت DSO تا بیش از ppm 200 وزنی در کاستیک احیاشده سبب می‌شود که در برج جذب، DSO وارد فاز هیدروکربنی شده و میزان غلظت کل ترکیبات گوگردی افزایش یابد. برای کاستن از مقدار آن باید زمان اقامت بیشتری به کاستیک در جداکننده داده شود. اضافه کردن موادی (موسوم به Wash Oil) که DSO را در خود حل می‌کنند و اختلاف چگالی زیادی با محلول کاستیک دارند، سبب می‌شود از غلظت DSO در کاستیک کاسته شود [۲۷].
بهتر است میزان اکسیژن بین ۹% تا ۱۶% باشد. کمتر از این مقدار به معنی کمبود هوا بوده که دلیلی بر وجود H₂S در خوراک و ترکیبات سولفاته در کاستیک است. بیش از این مقدار نیز به معنی زیاد بودن هوا یا بالا بودن دمای برج احیاست. از طرف دیگر احتمال کمبود کاتالیزور و عدم انجام واکنش احیا را نیز تقویت می‌کند [۲۷].
شرایط مطلوب جذب با توجه به نوع واکنش، دمای پایین است؛ اما کاهش بیش‌ازاندازه دما باعث همراه برده شدن کاستیک توسط فاز هیدروکربنی می‌شود [۲۷].
عموماً میزان جریان در گردش کاستیک نسبتی از مقدار هیدروکربن هست. دور شدن از مقدار محاسبه‌شده باعث افزایش غلظت کل ترکیبات گوگردی در محصول می‌شود. کم شدن بی‌دلیل مقدار کاستیک در گردش، باعث جذب ناقص می‌گردد و افزایش آن باعث ماندن DSO در کاستیک احیاشده می‌شود [۲۷].
بهتر است دست‌کم ۱۵۰% هوای استوکیومتری به سیستم تزریق شود. کاستن از این مقدار باعث عدم احیای کامل کاستیک می‌شود. از طرفی افزایش آن بیش از ۵۰۰% باعث افزایش اکسیژن حل‌شده در کاستیک می‌گردد که علاوه برافزایش نرخ خوردگی در صورت نفوذ به فاز هیدروکربن می‌تواند خطرآفرین باشد [۲۷].
فصل چهارم:
تشریح شبیه‌سازی و بررسی نتایج حاصل از آن
۴-۱- مقدمه
شبیه‌سازی یا مدل‌سازی ریاضی درواقع تبدیل کیفیت‌های فیزیکی و رابطه متقابل این کیفیت‌ها به کمیت‌های عدد و روابط ریاضی است. بدین ترتیب یک مدل ریاضی شامل متغیرها و مجموعه معادلات وابسته به آن‌هاست که می‌تواند تأثیر متقابل این متغیرها را، همان‌طور که در دنیای واقعی اتفاق می‌افتد نشان دهد. ازاین‌رو یک مدل ریاضی وسیله بسیار مناسبی در دست تحلیل‌گری است که با توسل به آن می‌تواند رفتار یک سیستم را پیش از اعمال واقعی تغییرات پیش‌بینی کند. این خاصیت بخصوص در مورد سیستم‌هایی که امکان اعمال واقعی تغییرات در آن‌ها محدود است، بسیار مفید و کارآمد است.
یکی از مثال‌های مشخص این نوع دستگاه‌ها فرآیندهای شیمیایی است. در این مورد به دلیل تعداد زیادی متغیرهای عملیاتی و مخارج و مخاطرات زیاد تجربه کردن تغییر در هریک از این متغیرها، وجود یک مدل ریاضی که بتواند امکان انجام تجربیات مختلف را به‌سادگی در اختیار تحلیلگر قرار دهد، بسیار ارزشمند و قابل‌توجه است. بدین‌جهت شبیه‌سازی فرآیندها همیشه موردتوجه بوده و فعالیت‌های گسترده‌ای در این مورد صورت گرفته است. از یک نظر شبیه‌سازی فرآیندها درواقع اعمال معادلات موازنه جرم و انرژی به همراه شرایط تعادل فازها در یک سیستم است که معمول جهت سهولت کار به حالت‌پایای سیستم بسنده می‌شود. در این حالت با اعمال شرایط ترمودینامیکی مجموعه معادلات به وجود خواهد آمد که در کنار معادلات متداول موازنه جرم و انرژی مجموعه معادلات همزمانی را تشکیل می‌دهند که درواقع به مدل ریاضی فرایند تعبیر می‌شود.
مدل‌ها غالباً به سه دسته تئوری، نیمه تئوری و تجربی تقسیم می‌شوند. مدل تئوری به‌طور کامل بر اساس قوانین تئوری استوارند مانند راکتور همزن‌دار که در صنعت کاربرد کمتری را دارد. مدل‌های نیمه تجربی بر پایه روابط تئوری و با بهره گرفتن از نتایج اصلاحات تجربی به وجود می‌آیند. معادلات حالت از این دسته‌اند.
مدل‌های تجربی صرفاً بر اساس روابط تجربی شکل‌گرفته‌اند. بااینکه محدود کردن شرایط تعادل به تعادل فازها و حذف واکنش‌های شیمیایی به میزان زیادی از پیچیدگی این مجموعه معادلات کلی می‌کاهد، بااین‌همه حل این معادلات تنها با توسل به روش‌های پیچیده محاسبات عددی و بهره‌جویی از امکانات محاسبات کامپیوتری امکان‌پذیر است. برنامه‌های شبیه‌سازی فرایند درواقع بسته نرم‌افزاری هستند که تشکیل و حل این معادلات را مقدور می‌سازند به‌عبارت‌دیگر شبیه‌سازی عبارت است از به‌کارگیری مدل‌ها و ایجاد ارتباط بین آن‌ها برای توصیف عملی و علمی شرایط و حالات یک سیستم و تعیین خروجی‌های آن با توجه به داده‌های ورودی، لذا تکرار شبیه‌سازی در حالت و شرایط مختلف ورودی می‌تواند ما را در طراحی فرایند یاری کند. آنچه مسلم است این دقت و میزان انحراف نتایج تجربی است که ضامن اعتبار و اهمیت یک مدل یا یک شبیه‌ساز است.
مهم‌ترین موارد کاربرد شبیه‌سازها در بررسی عملکرد، رفع تنگناها و مشکلات فرآیندی، ایجاد تغییرات در شرایط عملیاتی و پیش‌بینی نتایج حاصل از آن است در بعضی موارد می‌توان از شبیه‌سازها برای انجام و بررسی آزمایش‌های پیچیده که تکرار آن‌ها در عمل مستلزم وقت و هزینه بسیار زیاد است سود برد. از دیگر موارد کاربرد شبیه‌سازی، افزایش مقیاس واحدهای آزمایشگاهی است که موجب حذف مرحله ساختن واحد نیمه‌صنعتی می‌گردد. ازاین‌روست که در سال‌های اخیر شبیه‌سازهای بسیاری در غالب بسته‌های نرم‌افزاری تهیه و به بازار عرضه‌شده‌اند. به کمک این نرم‌افزارها می‌توان حتی واحدهای پیچیده‌ای چون پالایشگاه‌ها را به‌منظور طراحی، توسعه، بهبود عملیات و رفع تنگناها به‌راحتی در مدت‌زمان، بسیار کوتاهی شبیه‌سازی و بهینه‌سازی نمود.
در این میان می‌توان از نرم‌افزارهایی چون ASPEN,PRO/II,CHEMSHARE,HEXTRAN HYSIM و دیگر موارد نام برد که در دنیا کاربرد وسیعی دارند. مقایسه قابلیت‌های هر یک از نرم‌افزارهای موجود و انتخاب نرم‌افزار مناسب، به میزان وسعت و اطلاعات کتابخانه‌ای و میزان دقت و فراوانی داده‌های ترمودینامیکی موجود در آن وابسته است.
نرم‌افزار Aspen Plus به دلیل جامعیت، بانک اطلاعاتی بسیار قوی، پوشش فرآیندهای الکترولیتی و قابلیت شبیه‌سازی دینامیکی برای انجام این پروژه برگزیده‌شده است.
۴-۲- تشریح شبیه‌سازی
در این قسمت مراحل شبیه‌سازی به‌طور مختصر تشریح گردیده است.
تکمیل اطلاعات ضروری در پوشه Setup
در پوشه Setup سیستم واحد اندازه‌گیری مناسب برای داده‌های ورودی یا خروجی (یا انتخاب) شده و اطلاعات ارائه‌شده در