شبيه‌سازي، بهينه‌سازي و ارزيابي اقتصادي يكپارچه‌سازي واحدهاي توليد آلكيل‌بنزن خطي سولفونه، سولفوريك اسيد و گوگرد دي‌اكسيد مايع با واحد بازيابي گوگرد

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي شيمي

كارشناسي ارشد

در اين پژوهش، فرايند توليد سه ماده سولفوريك اسيد، آلكيل‌بنزن خطي سولفونه و گوگرد دي‌اكسيد مايع خالص به عنوان محصول‌هاي گوگرد پايه مورد بررسي قرار گرفته است. اشتراك سه محصول انتخاب‌شده، وجود SO3 به عنوان يك عامل گوگرددار، در فرايند توليد هر سه است. ضمن انجام شبيه‌سازي و بهينه‌سازي شرايط عملياتي هر كدام از واحدهاي توليد سولفوريك اسيد، آلكيل‌بنزن خطي سولفونه، گوگرد دي‌اكسيد مايع خالص، براي اثبات صحت مدل به‌دست آمده، نتايج شبيه‌سازي با داده‌هاي واحدهاي صنعتي مقايسه شد‌ه‌ است. همچنين آرايش هاي احتمالي براي يكپارچه‌سازي واحدهاي نامبرده، بررسي شده و براي تعيين ظرفيت مناسب و نحوه تقسيم خوراك هر واحد در يكپارچه‌سازي، مطالعه بازار و برآورد اقتصادي در سطح ايران وجهان صورت گرفته است. بهترين نوع آرايش يكپارچه‌سازي واحدهاي نامبرده، آرايشي است كه بخشي از گاز اسيدي به واحد بازيابي گوگرد و بخش ديگري از آن به واحد توليد اسيد سولفوريك هدايت مي‌شود. در واحد بازيابي گوگرد، گوگرد مايع توليد شده و جرياني از اين گوگرد به واحد توليد SO2 خالص مايع هدايت مي‌شود تا با SO3 خالص حاصل از جوشاندن اولئوم واكنش دهد و جريان ديگري از گوگرد مايع به واحد سولفوناسيون ارسال مي‌شود تا ضمن سوزاندن آن، SO3 مورد نياز سولفوناسيون تأمين شود. واحد توليد سولفوريك اسيد به روش تر (WSA) فعاليت نموده و در آن اولئوم و سولفوريك اسيد توليد مي‌شود. در نهايت بخشي از دو محصول اولئوم و سولفوريك اسيد واحد WSA، به واحد توليد گوگرد دي‌اكسيد خالص مايع ارسال شده تا فرايند توليد آن را تكميل نمايند. بالاترين نرخ بازيابي گوگرد در واحد WSA اتفاق مي‌افتد و نرخ آن در شبيه‌سازي برابر با 98/5 درصد به‌دست آمده است. در ايران، تنها احداث واحد سولفوناسيون آلكيل بنزن خطي در كنار واحد بازيابي گوگرد، داراي بازار و شاخص‌هاي اقتصادي مناسب است. نرخ بازگشت داخلي واحد آلكيل‌بنزن سولفونه با ظرفيت 6 تن بر ساعت حدود 40 درصد و دوره بازگشت سرمايه آن 5/8 سال است. بر اساس قيمت‌ها و بازار جهاني، هر سه واحد سولفوناسيون، سولفوريك اسيد و گوگرد دي‌اكسيد خالص داراي بازار و صرفه اقتصادي مناسبي براي يكپارچه‌سازي در كنار واحد بازيابي گوگرد هستند. واحد سولفوناسيون آلكيل‌بنزن خطي با ظرفيت 6 تن بر ساعت داراي نرخ بازگشت داخلي 44/7 درصد، واحد توليد سولفوريك اسيد با ظرفيت 5/73 تن بر ساعت داراي نرخ بازگشت داخلي 27 درصد و واحد توليد گوگرد دي‌اكسيد خالص با ظرفيت 0/9 تن بر ساعت داراي نرخ بازگشت داخلي 20/5 درصد است.

210634

طراحي فرايند

مهندسي شيمي

دانشگاه صنعتي اصفهان

ابوالفضل غريبي

ارجمند مهرباني، محمد هادي جزيني

محسن محمدي، محمد ديناري