نوع مقاله : پژوهشی
نویسندگان
1 دانشجوی دکتری مهندسی شیمی، گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی شهید نیکبخت، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران
2 استاد، گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی شهید نیکبخت، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران
3 پروفسور، گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی شهید نیکبخت، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران
چکیده
جداکنندههای سه فازی برای جدایش فازهای غیر قابل امتزاج در صنایع نفتی مورد استفاده قرار میگیرند. شبیهسازی این جداکنندههای صنعتی با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی در مراجع بسیار محدود بوده و اکثر کارهای انجام شده مربوط به شبیهسازی با استفاده از دیدگاه اولر-اولر یا اولر-لاگرانژ با تطابق ضعیف بین نتایج مربوط به شبیهسازی و دادههای صنعتی بوده است. در این کار یک مدل که ترکیبی از دو مدل حجم سیال(VOF) و مدل فاز ناپیوسته ( DPM) که ترکیب دو دیدگاه اولر-اولر و اولر-لاگرانژ بوده، برای شبیهسازی یک جداکننده سه فاز صنعتی دارای بوت توسعه داده شده است. لازم به ذکر است که با وجود کاربرد گسترده جداکنندههای دارای بوت در صنایع نفتی، تا کنون هیچ پژوهشی روی این نوع از جداسازها انجام نشده است. به منظور توسعه این مدل ترکیبی در این کار، اثر زیر مدل های مختلف شامل نیروی جرم مجازی، شکست قطرات و مدل گام تصادفی (DRW) که در اکثر شبیه سازی ها از آن صرف نظر شده، مورد بررسی قرار گرفته است. میزان جرم قطرات در گاز خروجی از دادههای مربوط به جداکننده موجود در شرکت پتروشیمی برزویه واقع در جنوب ایران به عنوان معیاری برای ارزیابی مدل مورد نظر، مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج نشان داد که مدل ترکیبی مورد نظر با در نظر گرفتن هر سه زیر مدل و تاثیر بالای زیرمدل DRW یک مدل موفق در تخمین بازده جداکننده بوده است، به طوری که با استفاده از زیر مدلها خطای نتایج شبیهسازی از۴۰/۸۱٪ به ۱۲/۹٪ کاهش پیدا کرده است. در این کار همچنین با استفاده از مدل اعتبار سنجی شده به بررسی اثر اندازه قطرات و دبی ورودی روی عملکرد جدا کننده پرداخته شده است. نتایج نشان دادند که کاهش اندازه قطرات (به اندازه ۲۰٪) و افزایش دبی ( kg/hr ۵۸۰۰-۶۴۷۵) باعث کاهش راندمان جداساز شده است بهطوری که میزان جرم قطرات مایع در گاز خروجی به ترتیب به اندازه ۲۹٪ و ۳۸٪ افزایش یافته است.
کلیدواژهها
موضوعات