مقدمه
واحد سولفورکس (واحد 114 پارس جنوبی، فازهای 9 و 10) به‌عنوان یکی از بخش‌های حیاتی مجتمع‌های پتروشیمی در ایران، با هدف بازیافت و تبدیل دی‌اکسید کربن به سولفور تأسیس شده است. این واحد با بهره‌گیری از فناوری‌های پیشرفته، به‌طور مؤثری قادر به حذف گوگرد از گازهای طبیعی و تولید سولفور خالص با کیفیت بالا میباشد. به علت حجم عظیم تولید گاز طبیعی در این فازها، واحد سولفورکس به‌عنوان یک بخش اساسی در زنجیره ارزش صنعت نفت و گاز عمل میکند و به محافظت از محیط زیست و استفاده بهینه از منابع طبیعی کمک میکند. راه‌اندازی این واحد باعث کاهش هزینه‌های عملیاتی و ارتقاء کارایی کلی فرآیندهای تولید در صنعت پتروشیمی میشود و اهمیت آن را به‌ویژه در زمینه توسعه پایدار و بهینه‌سازی منابع انرژی افزایش می‌دهد.
شبیه‌سازی اسپن هایسیس در واحد سولفورکس به‌عنوان بخشی اساسی در بهینه‌سازی فرآیندهای تولید گاز طبیعی و استخراج مایعات گاز شناخته میشود. این فرآیند به‌منظور حذف دی‌اکسید کربن و تبدیل آن به سولفور، نقشی حیاتی در کاهش آلودگی‌های زیست‌محیطی و ارتقاء کیفیت محصولات نهایی ایفا میکند. این اقدامات در نهایت به بهبود کارایی تولید و کاهش اثرات منفی زیست‌محیطی منجر میشود. این امر نه تنها منجر به افزایش کارایی و بهره‌وری واحد میشود بلکه به کاهش هزینه‌ها و بهبود ایمن‌سازی در صنعت پتروشیمی کمک میکند.
شرح فرآیند
در این فرآیند، ابتدا داده‌های مورد نیاز شامل ویژگی‌های ورودی گازهای طبیعی با غلظت‌های مختلف گوگرد و سایر هیدروکربن‌ها جمع‌آوری میشود. سپس، با استفاده از مدل‌های ترمودینامیکی مناسب، سینتیک واکنش‌ها و رفتار فازی این مواد طراحی میشود. در مرحله بعد، ساختار کلی واحد سولفورکس، شامل مراحل مختلف جذب، خنثی‌سازی و بازیابی رقیق‌کننده‌ها شبیه‌سازی میشود.
با پیاده‌سازی بلوک‌های مختلف نظیر راکتورها، برج‌های جذب و جداسازی، راندمان و شرایط عملیاتی به دقت شبیه‌سازی می‌گردد. سپس، نتایج شبیه‌سازی از نظر متغیرهایی مانند دما، فشار، میزان تولید و درصد بازیابی گوگرد تحلیل شده و با داده‌های عملیاتی واقعی مقایسه میشود تا دقت مدل تعیین گردد. ورودی واحد 115 بوتان ترش دارای ترکیب درصد زیر میباشد : ( ورودی واحد فاقد کربونیل اکساید است و فقط متیل مرکاپتان و اتیل مرکاپتان دارد)
در واحد 115 یک برج استخراج کننده بوتان دارای 15 سینی وجود دارد که متیل مرکاپتان و اتیل مرکاپتان طبق واکنش(1) تبدیل به مرکاپتید میشوند. بوتان ترش از پایین برج وارد میشود و با محلول کاستیک ورودی از واحد 113( واحد بازیابی کاستیک) که دارای 100 ppm wt کاتالیست LCPS-30( که به صورت مایع در واحد 113 به سیستم تزریق میشود) میباشد، به صورت ناهمسوی مایع- مایع در تماس است. سپس بوتان شیرین شده وارد تهنشین کننده شده و قیل از ورود به آن با آب شسشتو داده میشود و در نهایت پس از عبور از فیلتر شنی جهت جلوگیری از خروج محلول کاستیک به همراه بوتان شیرین شده، وارد واحد رطوبتزدایی بوتان میشود. البته بخشی از بوتان شیرین شده قبل از ورود به واحد رطوبتزدایی بوتان، تقسیم شده و بخشی از آن به واحد بازیابی کاستیک فرستاده میشود. واحد رطوبت زدایی بوتان مانند رطوبت زدایی پروپان عمل میکند.
این شبیه سازی از داده های صنعتی و نقشه های موجود فاز 9 و 10 پارس جنوبی انجام شده است. در این بخش هم شبیه سازی به صورت دینامیک انجام شده است. نکات کلی لازم به ذکر در مورد این شبیه سازی :
- شبیه سازی انجام شده به 3 روش مختلف مهندسی و تخمینی انجام شده است. یعنی 3 روش و حالت مختلف برای شبیه سازی برج های اصلی.
- شبیه سازی به صورت دینامیک نیز بررسی شده است.
- نقشه های کامل واحد (PFD,P&ID) موجود است.
- مفاهیم اصلی فرایند و توضیحات صنعتی فرایند.( اسناد پالایشگاه)
- مشخصات و دیتاهای هر تجهیز در فرایند داده شده است: (equipment datasheet)
- آموزش و توضیحات به صورت تصویری
- گزارش کار کامل صنعتی و آکادمیک
نتیجه گیری
فرآیند شبیه‌سازی اسپن هایسیس در واحد سولفورکس (واحد 114 پارس جنوبی، فاز 9 و 10) به‌خوبی نشان‌دهنده‌ی نقش مهم تحلیل‌ها و استفاده از نرم‌افزارهای پیشرفته در بهبود عملکرد صنعت است. این شبیه‌سازی با بررسی دقیق جنبه‌های ترمودینامیکی و سینتیکی مواد، به شناخت بهتر شرایط عملیاتی کمک کرده و همچنین به شناسایی نقاط ضعف و فرصت‌های بهینه‌سازی می‌پردازد. نتایج این تحلیل‌ها می‌تواند منجر به کاهش هزینه‌ها، افزایش کارایی تولید و بهبود کیفیت محصولات نهایی گردد.