شبیه سازی و بررسی اثرات جذب سطحی h2s توسط غربال مولکولی 4a برای جداسازی از گاز طبیعی

یکی از روش های پرکاربرد، حذف گاز اسیدی بر پایه جذب سطحی با استفاده از غربال های مولکولی جامد می‌باشد. مزایای جذب h2s با غربال مولکولی را می‌توان در بازگشت‌پذیری فرآیند، ثبات شیمیایی و حرارتی، عدم تولید محصول ثانویه، قدرت گزینش پذیری بالای h2s در این جاذب‌ها دانست. لذا در این پژوهش به منظور بررسی اثر عوامل مختلف بر جذب سطحی h2s بر روی جاذب غربال مولکولی 4a از نرم‌افزار aspen-adsim استفاده شده است. بستر موردنظر به صورت عمودی و یک بعدی در نظر گرفته شده است. نتایج مربوط به نمودارهای شکست و مدت زمان اشباع نشان داد که بیشترین میزان جذب در زمان‌های اولیه اتفاق می‌افتد و هر چه زمان جذب افزایش می‌یابد، نرخ جذب h2s کاهش پیدا می‌کند. نتایج بررسی اثر پارامترهای عملیاتی نشان داد که افزایش فشار برج از bar90 تا فشار bar104، محتوی h2s خروجی را به میزان ppm 21 کاهش می‌دهد. همچنین کاهش دمای خوراک، نتایج چشم‌گیری بر میزان جذب h2s و کاهش میزان h2s خروجی نشان داد، به طوری‌که به ازای هر یک درجه کاهش دما در گاز ورودی، مقدار ˚c6/1 از دمای نقطه شبنم خروجی کاسته شد. به دلیل بالا بودن میزان جاذب و ظرفیت گرمایی آن در مقایسه با میزان h2s موجود در فاز گاز، افزایش دمای ناچیزی در طول برج رخ می‌دهد به نحوی که اختلاف دمای ورودی و خروجی از ˚c1 تجاوز نمی‌کند. همچنین با توجه به نمودار شکست مشخص گردید که پس از گذشت 7920 ثانیه، کل بستر برج از مولکول‌های h2s اشباع می‌گردد.

simulation and investigation of h2s adsorption effects by 4a molecular sieve for separation from natural gas

one of the widely used methods to remove acid gas is surface adsorption using solid molecular sieves. the advantages of h2s adsorption with molecular sieves can be seen in reversibility of the process, chemical and thermal stability, no secondary product, and high selectivity of h2s in these adsorbents. therefore, in this study, aspen-adsim software was used to investigate the effect of various parameters on adsorption of h2s on 4a molecular sieve adsorbent. the desired bed is considered vertical and one-dimensional. the results related to the breakthrough curves and saturation time showed that maximum amount of adsorption occurred in early times. as the adsorption time increases, the rate of h2s adsorption decreases. the results of investigating the effect of operating parameters showed that increasing the tower pressure from 90 to 104 bar reduces the output h2s content by 21 ppm. also, reducing the feed temperature showed significant results on amount of h2s absorption and the reduction of the output h2s content, so that for every one degree of temperature reduction in the feed gas temperature, the dew point temperature of the output was reduced by 1.6°c. due to high amount of absorbent and its heat capacity compared to the amount of h2s in the gas phase, a slight temperature increase occurs along the tower so that the difference between inlet and outlet temperatures does not exceed 1˚c. according to the breakthrough curve, it was also determined that after 7920 seconds, the entire bed of the tower is saturated with h2s molecules.