شبيه‌سازي و بهينه‌سازي فرآيند جداسازي در جداكننده‌ها در پالايشگاه گاز پارسيان با استفاده از ديناميك سيالات محاسباتي (CFD)

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي شيمي

كارشناسي ارشد

در فرآيندهاي صنعت نفت و گاز، وجود جريان‌هاي چندفازي ، عملكرد تجهيزات پايين‌دست را با چالش مواجه مي‌سازد. اين جريان‌ها معمولاً شامل فاز گاز، مايع آلي(ميعانات گازي) و مايع سنگين(آب) هستند كه جداسازي آن‌ها براي عملكرد مناسب تجهيزات پايين دست ضروري است. دو جداكننده در فشارهاي 44 و100 بار در پالايشگاه گاز پارسيان استفاده مي‌شود كه در عملكرد اين تجهيزات مشكلاتي وجود دارد. در جداكننده فشار متوسط پالايشگاه، مقداري آب در خروجي فاز ميعانات گازي وجود دارد كه باعث تشكيل رسوب و آسيب به تجهيزات پايين دستي مي‌شود. جداكننده فشار بالاي پالايشگاه نيز مشكل فرار مايعات همراه فاز گاز و كاهش كيفيت فاز گاز خروجي را دارد. براي رفع مشكل جداكننده‌ها، عملكرد آن‌ها به‌صورت عددي و گذرا و با بهره‌گيري از روش ديناميك سيالات محاسباتي(CFD) تحليل شد. هندسه هر يك از جداكننده‌ها در ابعاد واقعي به‌صورت سه‌بعدي شبكه‌بندي و معادلات مدل با شرط مرزي مناسب با نرم‌افزار انسيس فلوئنت حل شد. سطح مشترك فازها با استفاده از مدل حجم سيال و جريان آشفته با مدل k–ε RNG شبيه‌سازي شد. در جداكننده فشار متوسط، اثر افزودن بافل داخلي و تغيير دبي ورودي بررسي گرديد. نتايج نشان داد كه استفاده از بافل اضافي موجب آرام‌سازي بيشتر جريان، ته‌نشيني بهتر قطرات آب و جلوگيري از انتقال آن به خروجي ميعانات گازي شده و راندمان جداسازي آب نسبت به حالت اوليه كه 82/91 درصد بود تا مقدار 21/95 درصد با افزدودن بافل بهبود مي‌يابد. كاهش دبي ورودي نيز به‌دليل افزايش زمان ماند سيال و جداسازي مناسب‌تر فازها، موجب بهبود روند جداسازي گرديد و راندمان جداسازي آب به 16/99 درصد رسيد. در مورد جداكننده فشار بالا، نتايج نشان داد كه هندسه ورودي تأثير قابل‌توجهي بر عملكرد جداسازي دارد؛ به‌طوري‌كه از ميان هندسه‌هاي بررسي‌شده، نوع نيم‌كره‌اي با راندمان حدود 74 درصد بهترين عملكرد را داشت و پس از آن هندسه صفحه‌اي داراي راندمان جداسازي 60 درصد بود. همچنين بررسي فاصله انحراف‌دهنده از ورودي نشان داد كه با دور شدن آن از محل ورود جريان، راندمان جداسازي كاهش يافته و شرايط بهينه جداسازي مختل مي‌شود، كه اين موضوع اهميت موقعيت صحيح تجهيزات ورودي در افزايش كارايي جداكننده را نشان داد.

235839

طراحي فرايند

مهندسي شيمي

دانشگاه صنعتي اصفهان