Document Type : Original Article

Authors

• ehsan fatehi ¹
• Parisa Sadat Fatemi ²
• Mohammad Javad Zarkesh ¹
• Mahshid Moradi ³
• Shahab Taleghani ⁴
• Mahsa Majidi ⁵

¹ School of Chemical Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran

² School of Chemical, Petroleum and Gas Engineering, Iran University of Science and Technology (IUST), Tehran, Iran

³ Department of Chemical Engineering, Amirkabir University of Technology, Tehran, Iran

⁴ Process,Chemical engineering,University of Tehran,Tehran,Iran

⁵ School of Chemical Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran

Abstract

The natural gas sweetening unit usually involves an absorption column and a distillation column. The absorption column completely removes H2S and CO2 from natural gas, and the distillation column is used to recover the solvent. The main problem is high energy consumption in the gas sweetening process, particularly in the distillation column, necessitating energy optimization of this process. A novel method was used in this study for heat integration of the natural gas sweetening process. To this end, liquid and vapor streams leaving the absorption column entered the upper and lower part of the distillation column, respectively. The feed entering the distillation column was preheated by the bottom product. The liquid and vapor streams reduced the cold and hot utilities of the distillation column, and feed preheating reduced the heat duty of the reboiler. The recycled solvent was then precooled by the sweetened gas. According to the results, the proposed method reduced energy consumption by 67%. Moreover, proposed process could reduce total annual cost (TAC) of the base process in the maximum value of 66.7%. This reduction in TAC is due to the reduction of operating cost and capital cost by 66.77 and 66.64% respectively.

Keywords

• natural gas sweetening
• monoethanolamine
• heat integration
• utility consumption reduction

Main Subjects

• Gas Engineering (processing and transmission)

Article Title [Persian]

ارائه یک روش جدید در انتگراسیون حرارتی فرآیند شیرین‌سازی گاز طبیعی

Authors [Persian]

• احسان فاتحی ¹
• پریسا سادات فاطمی ²
• محمدجواد زرکش ¹
• مهشید مرادی ³
• شهاب طالقانی ⁴
• مهسا مجیدی ⁵

¹ دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

² دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران

³ دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه امیرکبیر، تهران، ایران

⁴ گروه طراحی فرآیند،دانشکده مهندسی شیمی،دانشگاه تهران،تهران،ایران

⁵

Abstract [Persian]

واحد شیرین‌سازی گاز طبیعی عموماً دارای یک برج جذب و یک برج تقطیر است بطوری که از برج جذب برای حذف کامل گازهای H2S و CO2 از گاز طبیعی و از برج تقطیر برای بازیابی حلال استفاده می شود. مشکلی که وجود دارد این است که میزان انرژی مصرفی فرآیند شیرین‌سازی گاز به ویژه برج تقطیر آن بسیار بالا است. بنابراین بهینه‌سازی انرژی این فرایند الزامی است. در این مقاله از یک روش جدید برای انتگراسیون حرارتی فرآیند شیرین‌سازی گاز طبیعی استفاده شده‌است. بدین‌منظور دو جریان مایع و بخار از برج جذب خارج‌شده و به‌ترتیب وارد بخش بالای برج و بخش پایین برج می‌شوند. همچنین خوراک ورودی به برج تقطیر به کمک محصول پایین برج پیش‌گرم می‌شود. حضور دو جریان مایع و بخار باعث کاهش مصرف یوتیلیتی سرد و گرم در برج تقطیر می‌شود و پیش‌گرم کردن خوراک نیز بار حراراتی ریبویلر را کاهش می‌دهد. سپس حلال برگشتی به کمک گاز شیرین پیش سرد می‌شود. نتایج نشان می‌دهد روش پیشنهادی مقدار انرژی مصرفی فرآیند را به میزان 67 درصد کاهش می‌دهد. علاوه بر این، فرایند پیشنهادی می‌تواند هزینه کل سالیانه (TAC) را نسبت به فرایند پایه به مقدار 66.7 درصد کاهش دهد. این کاهش هزینه کل سالیانه (TAC) ناشی از کاهش هزینه عملیاتی و هزینه سرمایه گذاری به ترتیب به میزان 66.77 و 66.64 درصد است.

Keywords [Persian]

• شیرین‌سازی گاز طبیعی
• مونو اتانول آمین
• انتگراسیون حرارتی
• کاهش مصرف یوتیلیتی