21639

21639

مدل سازي حلاليت گوگرد عنصري در گاز ترش با استفاده از معادله حالت PHSC

كارشناسي ارشد

ترموسينتيك و كاتاليست

1394

1397/2/29

دكتر فرزانه فيضي

دكتر محمدرضا دهقاني

مهندسي شيمي

هدف از انجام اين مطالعه، مدل¬سازي حلاليت گوگرد عنصري در گاز ترش است. در فرآيندهاي توليد و بهره¬برداري از گاز ترش، تعادلات فازي گاز – جامد بين گاز ترش و گوگرد عنصري ، جهت دستيابي به ميزان گوگرد عنصري حل شده در گاز و به تبع آن مقدار گوگرد عنصري ته¬نشين شده، اهميت بالايي دارد. مطالعات مختلفي در زمينه محاسبه ميزان حلاليت گوگرد عنصري در گاز ترش صورت گرفته¬اند كه در فصل دوم به آن¬ها پرداخته شده است. اين مطالعات شامل كارهاي آزمايشگاهي و مدل¬سازي¬هاي ترموديناميكي هستند. در اين پايان¬نامه از معادله حالت PHSC جهت محاسبات تعادل فازي استفاده شد. در فاز جامد هم از معادلات مربوط به جامد خالص استفاده شده است. مدل¬سازي ترموديناميكي توسط نرم افزار MATLAB R2014a براي 11 تركيب مختلف گازي شامل گازهاي متان، كربن ¬دي¬اكسيد، هيدروژن¬سولفيد و نيتروژن در دما و فشارهاي مختلف انجام شد. پارامترهاي معادله حالت PHSC نيز براي تمامي مواد مورد مطالعه با استفاده از تطبيق با داده¬هاي تجربي انجام شد. نتايج حاصل از مدل¬سازي به مقادير تجربي بسيار نزديك و خطاي ميانگين در حدود 5/4% درصد بود، كه در مقايسه با ساير مدل¬سازي¬هاي انجام گرفته در اين زمينه معادله حالت PHSC عملكرد بهتري از خود نشان داد. در پايان عوامل موثر در حلاليت كه شامل دما، فشار و تركيب مخلوط گاز هستند، مورد بررسي و تحليل قرار گرفتند. هيدروژن سولفيد بالاترين ميزان تاثير در ميزان حلاليت را در بين تركيبات موجود در مخلوط گازي دارا بود. واژه‌هاي كليدي: گاز ترش، گوگرد عنصري، معادله حالت PHSC، مدل سازي ترموديناميكي، حلاليت گوگرد عنصري

1398/10/23

Modeling of Elemental Sulfur Solubility in Sour Gas by PHSC EOS

5/19/2018 12:00:00 AM

This study was to aimd modeling the solubility of elemental sulfur in sour gas. In the processes of production and exploitation of sour gas, the gas-solid phase equilibrium between sour gas and elemental sulfur is important for achieving the amount of sulfur dissolved in the gas, and consequently the amount of elemental sulfur deposited. Various studies have been carried out on the solubility of elemental sulfur in sour gas, which is discussed in the second chapter. These studies include laboratory work and thermodynamic modeling. In this thesis, we use the PHSC equation of state to calculate the fuzzy equilibrium in the gas and solid phases. Thermodynamic modeling was performed by MATLAB R2014a software for 11 different gas combinations including Methane, Carbon dioxide, Hydrogen sulfide and Nitrogen at different temperatures and pressures. The parameters of the PHSC equation of state were also applied to all the materials studied by matching with experimental data. The results of the modeling were very close to the experimental values and the average error was about 4.5% per cent, which compared with other modeling performed in this regard, the PHSC equation of state showed better performance. In the end, the effective factors on solubility, which include temperature, pressure and composition of the gas mixture, were investigated and analyzed. Hydrogen sulfide had the highest impact on the solubility of the compounds in the gas mixture. Keywords: Sour gas, Elemental sulfur, PHSC equation of state, Thermodynamic modeling, Solubility of elemental sulfur.