Iranian Gas InstituteJournal of Gas Technology2588-55963120180601Prediction of H2S and CO2 Solubility in Aqueous MDEA and MDEA/PZ Solutions Using ELECNRTL and ACID GAS Packagesپیشبینی حلالیت گازهای H2S و CO2 در محلولهای MDEA و MDEA/PZ توسط بستههای ترمودینامیکی ACID GAS و ELECNRTL413251616ENOmid SabbaghDepartment of Chemical Engineering
Ferdowsi, University of Mashhad, Mashhad, Iran0000-0002-1719-242XMaysam Vahidi FerdowsiDepartment of Chemical Engineering, Ferdowsi University of Mashhad, IranMohammad Ali FanaeiDepartment of Chemical Engineering, Ferdowsi University of Mashhad, Iran0000-0001-5535-8657Journal Article20180224In this study, the solubility of acid gases of hydrogen sulfide and carbon dioxide in MDEA and MDEA/PZ aqueous solutions was evaluated by different thermodynamic packages. Comparison of modeling results with a series of laboratory and industrial data released from 1997 to 2010 indicates the high accuracy of ACID GAS thermodynamic package (Aspen HYSYS 8.3) to prediction of acid gases solubility in the mentioned solutions compared to the ELECNRTL thermodynamic package (Aspen plus V8.2), especially in the range of acid gases operational concentration in the gas refineries.در این مطالعه، میزان حلالیت گازهای اسیدی سولفید هیدروژن و دیاکسیدکربن در محلولهای آبی MDEA و MDEA/PZ توسط بستههای مختلف ترمودینامیکی مورد ارزیابی قرار گرفته است. مقایسه نتایج مدلسازی با مجموعهای از اطلاعات صنعتی و آزمایشگاهی که از سال 1997 تا 2010 منتشر گردیده، نشان از دقت بالای پیشبینی حلالیت گازهای اسیدی در محلولهای مذکور با بسته ترمودینامیکی ACID GAS (نرمافزار اسپن هایسیس 3/8) در مقایسه با بسته ترمودینامیکی ELECNRTL (نرمافزار اسپن پلاس 2/8) بویژه در محدوده غلظتهای عملیاتی واحدهای شیرین سازی گاز طبیعی دارد.https://www.jgt.irangi.org/article_251616_e241cf593a30a9eed9b7e31270fee70b.pdfIranian Gas InstituteJournal of Gas Technology2588-55963120180601Investigation on Solubility of Hydrogen Sulfide in Molten Sulfur Using Iodometric Back Titration Methodبررسی حلالیت هیدروژن سولفید در گوگرد مذاب با استفاده از روش تیتراسیون برگشتی یدومتری1420251617ENFaezeh TariChemical, Polymeric and Petrochemical Technology Research Division, Faculty of Research and Development in Downstream Petroleum Industry, Research Institute of Petroleum Industry (RIPI), P.O. Box 1485733111, Tehran, IranMarzieh ShekarrizChemical, Polymeric and Petrochemical Technology Research Division, Faculty of Research and Development in Downstream Petroleum Industry, Research Institute of Petroleum Industry (RIPI), P.O. Box 1485733111, Tehran, IranSaeed ZarrinpashneGas Technology Research Division, Research Institute of Petroleum Industry (RIPI), P.O. Box 146651998, Tehran, IranAhmad RuzbehaniGas Technology Research Division, Research Institute of Petroleum Industry (RIPI), P.O. Box 146651998, Tehran, IranJournal Article20180227In order to conduct laboratory studies on composition and behavior of Claus-derived molten sulfur, the examined sulfur should contain dissolved H<sub>2</sub>S and H<sub>2</sub>S<sub>x</sub> with a concentration of about 230-250ppmw. Here, by injecting hydrogen sulfide to sulfur, a method for synthesis of molten sulfur containing hydrogen sulfide and polysulfide as a proper sample for laboratory studies is developed. The molten sulfur product was prepared by injecting the pressurized hydrogen sulfide on the surface of solid sulfur followed by further heat treatments during the time. According to the Iodometric Back Titration (IBT) analysis, final molten sulfur contained 500-1100ppmw of soluble hydrogen sulfide and polysulfide components based on the initial gas pressure. به منظور انجام بررسی های آزمایشگاهی بر روی ترکیب و رفتار گوگرد مذاب حاصل از واحد کلاوس، نیاز است که گوگرد مذاب حاوی ppmw 250-200 هیدروژن سولفید (H<sub>2</sub>S) و هیدروژن پلی سولفید (H<sub>2</sub>S<sub>x</sub>) حل شده باشد. در این پژوهش تولید این محصول با استفاده از تزریق هیدروژن سولفید به گوگرد مذاب مطالعه شد و نمونه مناسبی جهت بررسی های آزمایشگاهی تولید گردید. محصول گوگرد مذاب حاصل در این روش توسط تزریق هیدروژن سولفید تحت فشار به سطح گوگرد جامد و عملیات حرارتی در طی زمان مناسب ایجاد شده است. همچنین طبق نتایج حاصل از آنالیز یدومتری برگشتی، نمونه گوگرد مذاب نهایی دارای ppmw1100-500 هیدروژن سولفید و هیدروژن پلی سولفید محلول بر اساس میزان فشار تزریقی بوده است.https://www.jgt.irangi.org/article_251617_85b380a57167f320e3df174cee623a61.pdfIranian Gas InstituteJournal of Gas Technology2588-55963120180601Analysis of Counter-Current Imbibition Including Gravity Force through Finite Difference Schemeآنالیز فرآیند آشام غیر همسو از طریق حل مساله با روش تفاضل محدود و با در نظر گرفتن نیروی گرانش2126251621ENMojgan EbrahiminejadhasanabadiDepartment of Chemical Engineering, Isfahan University of Technology, Isfahan, IranMohammad Reza EhsaniDepartment of Chemical Engineering, Isfahan University of Technology, Isfahan, IranMahnaz TayariSchool of Chemical Engineering, University of Tehran, Tehran, IranMohammad NikukarEnhanced oil recovery Institute NIOC, Tehran, IranJournal Article20171128Spontaneous counter-current imbibition is one of the most important crude oil recovery processes in water-wet fractured reservoirs with low matrix permeability. This paper presents a numerical modeling of imbibition process when water is imbibed by capillarity and gravity forces in to an oil saturated vertical cube core to examine the effect of gravity force on spontaneous imbibition. In this modeling, It is assumed that imbibition is a diffusion process. Finite difference implicit method was used to solve the spontaneous imbibition equations. Accuracy of the modeling is investigated with comparison of the modeling results and the experimental data.فرآیند آشام خود به خودی غیرهمسو یکی از مهمترین روشهای برداشت نفت از مخازن شکافدار آبدوست با تراوایی پایین بلوک ماتریکس بهحساب میآید. این مطالعه بر آن است که از طریق مدلسازی عددی، فرآیند آشام را که در آن آب از طریق نیرویهای گرانش و مویینگی نفت موجود در بستر مکعبی شکل را جاروب میکند را بررسی کند و اثر نیروی گرانش بر عملکرد این فرآیند را معین کند. در این تحقیق، پدیدهی آشام به عنوان فرآیند نفوذی در نظر گرفته شده است. روش عددی تفاضل محدود ضمنی برای حل معادلات حاکم بر فرآیند آشام خودبه خودی به کار گرفته شده است. دقت مدل ارائه شده با صحه سنجی و مقایسه خروجی این مدل ریاضی و دادههای آزمایشگاهی بررسی شده است.https://www.jgt.irangi.org/article_251621_267d4ec7307a23d5c3935894d81c9a7c.pdfIranian Gas InstituteJournal of Gas Technology2588-55963120180601Impact of Compressor Performance on the Flow Capacity of Gas Transmission Pipelinesتاثیر عملکرد کمپرسور بر ظرفیت جریان خطوط انتقال گاز2738251622ENSeyed Mohammad FatemiPetroleum Department, National Iranian South Oilfield company, Ahvaz, IranMorteza EsfandyariPetroleum Department, National Iranian South Oilfield company, Ahvaz, IranMahdi Koolivand SalookiGas Research Division, Research Institute of Petroleum Industry, Tehran, IranJournal Article20180214Flow capacity of a gas transmission pipeline is usually affected by different parameters. In this study several determining factor are selected for sensitivity analysis of flow capacity prediction in IGAT-IV. These parameters include; pipeline parameters, gas parameters, system parameters, heat transfer parameters, compression parameters and compressor fuel consumption parameters. Detail calculation has been performed by developing a computer program by Microsoft Visual Basic. Moreover, a computer program for generating the compressor performance curve has been written by MATLAB. This curve has been used to design and optimize the compressor stations. From the present investigation, it has concluded that AGA Fully Turbulent, Colebrook-White and Weymouth equations have the best prediction of flow rate in gas transmission pipelines. 87.85 % flow changes due to 1% isentropic exponent change, which has a very large effect on the flow capacity. 10% to 30% flow changes due to 1% suction compressibility factor and discharge compressibility factor change. They have large effect on the flow capacity. 1% to 10% flow changes due to 1% compressor horsepower, compressor suction and discharge temperature and adiabatic efficiency change. They have medium effect on the flow capacity. The other parameters have not significant effect on the flow capacity. ظرفیت جریان گاز خط انتقال گاز معمولا تحت تأثیر پارامترهای مختلف قرار می گیرد. در این مطالعه چند عامل تعیین کننده برای تحلیل حساسیت پیش بینی ظرفیت جریان در IGAT-IV انتخاب شده اند. این پارامترها شامل پارامترهای خط لوله، پارامترهای گاز، پارامترهای سیستم، پارامترهای انتقال حرارت، پارامترهای متراکم پذیری و پارامترهای مصرف سوخت کمپرسور می باشند. محاسبات مورد نیاز با توسعه برنامه نویسی توسط Microsoft Visual Basic به صورت دقیق انجام شده است. علاوه بر این، یک برنامه کامپیوتری توسط MATLAB برای بدست آوردن منحنی های عملکرد کمپرسور نوشته شده است. این منحنی برای طراحی و بهینه سازی ایستگاه های کمپرسور مورد استفاده قرار گرفته است. از تحقیقات حاضر، معادله های کاملاً آشفته AGA ، Colebrook-White و Weymouth جریان خطوط انتقال را به خوبی پیش بینی می نماید.75/87 درصد تغییرات جریان به دلیل 1 درصد تغییرات ایزونتروپیک است که تاثیر بسیار زیادی بر ظرفیت جریان دارد و همچنین 10 تا 30 درصد تغییرات جریان ناشی از 1 درصد ضریب تراکم پذیری مکش و تخلیه می باشد. در نهایت 1 تا 10 درصد تغییرات جریان به دلیل 1 درصد تغییرات اسب بخار کمپرسور، دمای مکش و تخلیه کمپرسور و تغییرات بازده آدیاباتیک می باشد که آنها تاثیر متوسط بر ظرفیت جریان دارند. و پارامترهای دیگر تاثیر قابل توجهی بر ظرفیت جریان ندارند.https://www.jgt.irangi.org/article_251622_762eca9ccdc5f2e1c5690c88e84284c2.pdfIranian Gas InstituteJournal of Gas Technology2588-55963120180601Pressure Drop in Randomly Packed Absorption Tower in Transient Flow Regimeافت فشار برج جذب آکنده نامنظم در رژیم جریان گذرا3847251623ENSeyedeh Gita SharafiDepartment of Chemical Engineering University of Sistan and Baluchestan, Zahedan, IranRahbar RahimiDepartment of Chemical Engineering University of Sistan and Baluchestan, Zahedan, Iran0000-0002-0133-4980Mortaza ZivdarCorresponding Author: Chem. Eng. Dept., Faculty of Eng, University of Sistan and Baluchestan, Zahedan, Iran0000-0003-2853-8286Journal Article20171028In this work computational fluid dynamics is used to describe the fluid flow across a randomly packed absorption tower. The CFD simulation method is employed on a packed tower that is packed with 1cm Raschig rings. Tower is 175cm in height. Air flow rate range was 1.5 to 5 m/s. The measured pressure drops were in 1.5 to 12 Pascal per height of tower in meter. The Klerk’s approach is examined to define the influence of confining walls on pressure drop in packed areas. It is concluded that CFD model that uses the Klerk’s definition of radial porosity distribution is a successful way for pressure drop prediction in packed beds. Model prediction of dry pressure drop is about 4% lower than the experimental measurements. Ergun’s pressure drop prediction is compared with that of Reichelt’s using averaged and distributed porosity profiles. In both methods Ergun’s approach in comparison with Reichelt’s approach has %6 lesser error in dry pressure drop prediction.در این پژوهش از روش دینامیک سیالات محاسباتی برای توصیف جریان در بستر آکنده برج جذب با آکنه های نامنظم پرداخته شده است. در این بررسی برجی در مقیاس نیمه صنعتی با آکنه های راشیگ 1 سانتیمتری بوسیله دینامیک سیالات محاسباتی مورد شبیه سازی در مقیاس ماکرو قرار گرفته است. ارتفاع برج در حدود 175 سانتیمتر است. محدوده سرعت هوا 5/1 الی 5 متربرثانیه و افت فشار اندازه گیری شده 5/1 الی 12 پاسکال بر واحد متر است. پدیده اثر دیواره که منجر به توزیع تخلخل شعاعی در ناحیه آکنده میشود با دیدگاه کلرک بیان شده است. تعریف توزیع تخلخل شعاعی کلرک در مدل CFD در پیش بینی افت فشار حاصل از محیط آکنده با آکنه های راشیگ موفق بوده است.پیش بینی افت فشار خشک توسط مدل تنها در حدود 4% با نتایج آزمایشگاهی اختلاف دارد. دیدگاه پیش بینی افت فشار ارگان، در دو حالت بررسی با تخلخل متوسط و توزیع تخلخل شعاعی، با دیدگاه رایکلت مورد مقایسه قرار گرفته است. در این بررسی دیدگاه پیش بینی افت فشار براساس رابطه ارگان در هر دو روش به نسبت دیدگاه رایکلت در پیش بینی داده های آزمایشگاهی دقیق تر بوده و تنها 6% از نتایج آزمایشگاهی اختلاف داشت. https://www.jgt.irangi.org/article_251623_1ee5bdf1086d3b8376332a9f6714a864.pdfIranian Gas InstituteJournal of Gas Technology2588-55963120180601Effect of Coating Method and Feed Pressure and Temperature on CO2/CH4 Gas Separation Performance of Pebax/PES Composite Membranesاثر روش پوشش و فشار و دمای خوراک بر عملکرد جداسازی دیاکسیدکربن/متان غشاهای مرکب Pebax/PES4859251624ENHamid Reza AfshounaChemical Engineering Department, Faculty of Engineering, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, IranMahdi Pourafshari ChenarChemical Engineering Department, Faculty of Engineering, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, IranAhmad Fauzi IsmailAdvanced Membrane Technology Research Centre (AMTEC), University Technology Malaysia, MalaysiaJournal Article20180331In this study, PES/Pebax composite membranes were prepared by coating the porous PES support layers by Pebax-1657. Film casting and pouring methods were used for coating Pebax layer. The effects of coating technique and conditions including coating solution concentration and curing temperature on CO<sub>2</sub> and CH<sub>4</sub> gas permeabilities of prepared composite membranes were investigated. SEM images were used to investigate the structure of the prepared membranes. Pure CH<sub>4</sub> and CO<sub>2</sub> gases were used to investigate the gas permeation properties of the prepared membranes at different trans-membrane pressures (1-11 bar) and feed temperatures (25-55°C). The obtained data showed that the prepared PES supports did not provide any CO<sub>2</sub>/CH<sub>4</sub> selectivity. The results also showed the CO<sub>2</sub>/CH<sub>4</sub> selectivity for the membrane prepared via pouring technique was higher than that of the film casting procedure due to the defect-free Pebax layer formation. CO<sub>2</sub> and CH<sub>4</sub> permeance increased as the feed temperature increased from 25 to 55°C. The results also showed that CO<sub>2</sub> permeance increased from 6.8 to 10.1GPU with an increase in feed pressure from 2 to 12barg, while CH<sub>4</sub> permeance remained almost constant and CO<sub>2</sub>/CH<sub>4</sub> selectivity increased from 27 to 42.در این مطالعه غشای مرکب Pebax/PES با پوشش تک لایه Pebax-1657 بر روی لایه متخلخل PES ساخته شد. روشهای ریختهگری و ریزش محلول برای پوشش لایه بالایی استفاده شدند. تاثیر روش پوشش و شرایطی مانند غلظت محلول Pebax و دما بر تراوشپذیری CO<sub>2</sub> و CH<sub>4</sub> غشاهای مرکب ساخته شده بررسی شد. تصاویر SEM برای بررسی ساختار غشاهای ساخته شده استفاده شد. گازهای خالص CO<sub>2</sub> و CH<sub>4</sub> برای بررسی خواص تراوشپذیری غشاهای ساخته شده در فشار و دمای خوراک به ترتیب 1تا barg12 و 25تا °C55 استفاده شدند. نتایج بهدست آمده نشان داد که زیرلایه PES قبل از پوشش هیچ گزینشپذیری CO<sub>2</sub>/CH<sub>4</sub> نداشته است. نتایج همچنین نشان داد که غشاهای ساخته شده با روش ریزش محلول گزینشپذیری CO<sub>2</sub>/CH<sub>4</sub> بالاتری نسبت به غشاهای ساخته شده با روش ریختهگری داشته که این به دلیل شکلگیری لایه انتخابگر بدون نقص در حین پوشش با روش ریزش محلول است. تراوایی دیاکسیدکربن و متان با افزایش دمای خوراک از 25 تا °C55 افزایش یافت. نتایج همچنین نشان داد که با افزایش فشار خوراک از 2 تا barg12 تراوایی CO<sub>2</sub> از 8/6 تا GPU 1/10 افزایش داشته، ضمن اینکه تراوایی متان تقریبا ثابت مانده و در نتیجه گزینشپذیری CO<sub>2</sub>/CH<sub>4</sub> از 27 به 42 افزایش داشته است.https://www.jgt.irangi.org/article_251624_1437d2fede33e1ce6842610fcd276880.pdf