Investigating the Effect of Replacing Modern High Effective Random Packings on Natural Gas Purification

Document Type : Original Article

Authors

1 Department of Chemical Engineering, Faculty of Engineering, Ferdowsi University of Mashhad, , Iran

2 Ph.D. Student Of Chemical Engineering- Chemical Process and Design Field, Department Of Engineering, Ferdowsi University Of Mashhad, Mashhad, Iran

3 Associate Professor, Department of Chemical Engineering, Faculty of Engineering, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran

Abstract

This investigation attempts to evaluate and compare the effect of packing type on the mass transfer and pressure drop along the gas sweetening absorption column. To this aim, modern packings such as Super Ring, Ralu Ring, Ralu Flow and the second-generation packing (Pall Ring), have been used in simulated columns by using of Aspen HYSYS modeling software. Flooding calculation is made possible by linking Aspen HYSYS with MATLAB programing. The selected models validity is checked by comparison to empirical data from a real gas plant. It should be noted that empirical data is available just for second-generation packing. Comparison of these packings performance shows that Super Rings provide low pressure drop, Ralu Rings lead to high mass transfer and Ralu Flow packings can provide high mass transfer and low pressure drop in absorption columns. According to results, the capacity of gas treatment units can be significantly increased by replacing Pall Ring with Ralu Flow.

Keywords

Article Title [فارسی]

بررسی اثر جایگزینی آکنه های مدرن با کارآئی بالا در فرآیند تصفیه گاز طبیعی

Authors [فارسی]

  • میثم وحیدی فردوسی 1
  • امید صباغ کلات 2
  • محمد علی فنایی 3

1 گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

2 دانشجوی دکترای مهندسی شیمی، گرایش شبیه‌سازی، طراحی و کنترل فرآیند، گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، ایران

3 دانشیار، گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

Abstract [فارسی]

در این تحقیق، اثر نوع آکنه بر نرخ انتقال جرم و میزان افت فشار در برج‌های شیرین سازی گاز طبیعی مورد ارزیابی قرار گرفته است. بدین منظور از میان آکنه های مدرن، انواع Super Ring، Ralu Ring، Ralu Flow و همچنین از میان نسل دوم آکنه‌های موجود، نوع Pall Ring‌ انتخاب شده و اثر جایگزینی هریک از آنها درون برجهای تماس، توسط نرم افزار Aspen Hysys‌ بررسی شده است. لازم بذکر است که با توسعه یک برنامه محاسباتی در MATLAB و فراخوانی آن توسط نرم افزار مذکور، امکان پیش‌بینی پدیده طغیان فراهم شده است. به منظور اعتبار سنجی مدل‌های انتخابی نیز، نتایج شبیه سازی با اطلاعات استخراج شده از یک واحد واقعی مقایسه گردیده، با این تفاوت که اطلاعات تجربی موجود مربوط به واحدی است که از آکنه Pall Ring‌ (نسل دوم) در برجهای تماس استفاده نموده است. نتایج نشان می‌دهد که استفاده از آکنه Super Ring‌ منجر به کاهش افت فشار و همچنین استفاده از نوع Ralu Ring باعث افزایش نرخ انتقال جرم خواهد شد. این درحالی است که استفاده آکنه Ralu Flow، به تنهایی می تواند هر دو هدف را برآورده نموده و منجر به افزایش ظرفیت شیرین سازی گاز گردد.

Keywords [فارسی]

  • شیرین سازی گاز طبیعی
  • ستون جذب
  • پرکن
  • انتقال جرم
  • افت فشار
Arachchige, U.S.P.R., Melaaen, M.C., 2012. Selection of packing material for gas absorption. European Journal of Scientific Research 87, 117-126.
Billet, R., Schultes, M., 1999. Prediction of mass transfer columns with dumped and arranged packings, Updated summary of the calculation method of Billet and Schultes, Chemical Engineering Research and Design 77, 498-504.
Darakchiev, S., Semkov, K., 2008. A study on modern high-effective random packings for ethanol-water rectification. Chemical Engineering and Technology 31, 1039–1045.
Darakchiev, S., Petrova, T., Darakchiev, R., 2005. Gas distribution in packed-bed columns with IMTP-Ring and Ralu-flow. Chemical and Biochemical Engineering Quarterly 19, 147–152.
Kohl, A., Nielsen, R., Gas Purification (5th ed.). 1997. Gulf Publishing Company, USA.
Nakov, S., Kolev, N., Ljutzkanov, L., Kolev, D., 2007. Comparison of the effective area of some highly effective packings. Chem. Eng. Process 46, 1385–1390.
Mackowiak, J., 2009. Extended channel model for prediction of the pressure drop in single-phase flow in packed columns. Chemical Engineering Research and Design. 87, 123–134.
Schultes, M., 2003. Raschig super-ring: a new fourth generation packing offers new advantages. Chemical Engineering Research and Design. 81, 48-57.