شبیه سازی واحد حذف نیتروژن از گاز خروجی واحد HDPE به روش غشایی با نرم افزارهای کامپیوتری

در فرآیند تولید پلی اتیلن با چگالی بالا در گروه شرکت های پتروشیمی مارون، اتیلن به عنوان خوراک وارد راکتورهای CSTR سری می شود. بخشی از اتیلن واکنش داده نشده به همراه ناخالصی هایی مانند: نیتروژن، هگزان و هیدروژن وارد جریان پرج Purge شده و از طریق سیستم فلر از فرآیند خارج و وارد اتمسفر می شوند. سوزاندن گازهای با ارزش مانند: اتیلن، اتان و هگزان در فلر موجب ضرر اقتصادی قابل توجهی می شود. هدف، طراحی فرآیند غشایی است، که بتواند عملیات بازیابی گازهای با ارزش را تسهیل نماید. به این منظور نخست باید گاز نیتروژنی که همراه جریان مورد نظر است، جداگردد. چراکه تجمع گاز نیتروژن در واحد پلی اتیلن، باعث بروز مشکلات فرآیندی می شود. در این پژوهش، برای جداسازی نیتروژن یک فرآیند غشایی مناسب طراحی شده است. در ابتدا ماژول غشایی الیاف توخالی، با استفاده از معادلات دیفرانسیل و جبری مدل سازی ریاضی شده است و این مدل، در نرم افزار SCILAB پیاده سازی شد. سپس به کمک رابط نرم افزاری به شبیه ساز COCO و از طریق COCO با رابط CAPE-OPEN۱-۱ به ASPEN HYSYS متصل شده است. در ادامه پیکربندی های مختلف در ASPEN HYSYS شبیه سازی شد. در نهایت با بهینه سازی به کمک نرم افزار MATLAB پیکربندی های مختلف، براساس بازیافت گازهای با ارزش، ناخالصی نیتروژن در جریان تراوه و معیارهای اقتصادی، بررسی و باهم مقایسه شد. پیکربندی پنج مدول غشایی با جریان بازگشتی، مناسب ترین پیکربندی شناسایی شد که دارای ناخالصی نیتروژن یک درصد، بازیافت اتیلن ۱۶.۷%، بازیافت اتان ۳۸.۷۱%، بازیافت هگزان ۱۰.۷۵% و هزینه عملیاتی کل ۳.۳۹*۱۰۶ (USD/Year) می باشد.

کلیدواژه ها:

ماژول غشایی ، مدل سازی فرآیند ، بازیافت اتیلن ، جداسازی غشایی ، شبیه سازی فرآیند ، SCILAB